JP4592817B2 - Train communication system - Google Patents
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Description
この発明は、鉄道車両の車上ネットワークを介して通信する列車用通信システムに関するものである。 The present invention relates to a train communication system to communicate over the car onto the network of a railway vehicle.
鉄道車両では、車両監視制御装置が各車両に分散配置されており、車両監視制御装置によって車両機器が監視制御されている。また、車両の編成単位で中継装置が配置される。鉄道車両の車上ネットワークは、中継装置間、及び中継装置と車両監視制御装置との間を通信接続することによって構成される。車両監視制御装置同士が、車上ネットワークを介して互いの監視制御データを共有することにより、高度な走行制御や故障診断機能を実現することができる。 In railway vehicles, vehicle monitoring control devices are distributed in each vehicle, and vehicle equipment is monitored and controlled by the vehicle monitoring control device. Moreover, a relay apparatus is arrange | positioned for the organization unit of a vehicle. The on-vehicle network of the railway vehicle is configured by communication connection between the relay devices and between the relay device and the vehicle monitoring control device. The vehicle monitoring and control devices share each other's monitoring control data via the on-vehicle network, so that advanced traveling control and failure diagnosis functions can be realized.
車両監視制御装置間の通信には、例えば各種機器への指令値の伝達や機器の状態値の参照等のようにリアルタイム性が要求され、周期的に発生するものがある。また、記録している故障診断結果やイベントログ等をダウンロードする場合のように、リアルタイム性が要求されず、非周期的に発生するものもある。ここで、リアルタイム性が要求されない後者の通信が継続中にリアルタイム性が要求される前者の通信が発生すると、後者の通信が前者の通信のリアルタイム性を損ねる可能性がある。 Some communications between vehicle monitoring and control devices require real-time properties such as transmission of command values to various devices and reference of device state values, and occur periodically. In addition, there are cases where non-periodic occurrence occurs without requiring real-time characteristics, as in the case of downloading recorded failure diagnosis results, event logs, and the like. Here, if the former communication that requires real-time performance occurs while the latter communication that does not require real-time performance is continued, the latter communication may impair the real-time performance of the former communication.
リアルタイム性が要求される車両監視制御装置間の通信に支障を来すと、列車の走行制御に多大な影響を与えかねない。これに対し、例えば特許文献1には、鉄道車両の車上ネットワークにおいて、監視制御データ等をやり取りする通信のリアルタイム性を確保しつつ、リアルタイム性が要求されない通信を同時に行う従来の技術が開示されている。
If communication between vehicle monitoring and control devices that require real-time performance is hindered, train running control may be greatly affected. On the other hand, for example,
特許文献1では、リアルタイム性が要求される度合いに応じた優先度情報をメッセージに持たせる。例えば、リアルタイム性の要求されるメッセージには高い優先度を与え、リアルタイム性の要求されないメッセージには低い優先度を与える。また、中継装置は、優先度別キューを備えている。
In
中継装置では、車上ネットワークを介して受信したメッセージを、その優先度情報に応じて優先度別キューに振り分ける。中継装置は、高優先度キューにあるメッセージを優先的に取り出して中継し、高優先度キューにメッセージがない場合に限り、低優先度キューにあるメッセージを取り出して中継する。 In the relay device, messages received via the on-vehicle network are distributed to priority queues according to the priority information. The relay device preferentially extracts and relays messages in the high priority queue, and extracts and relays messages in the low priority queue only when there are no messages in the high priority queue.
従来では、リアルタイム性が要求される周期的なメッセージの直前にリアルタイム性が要求されない非周期的なメッセージが送信された場合に不具合が発生する。この場合、中継装置では、上記リアルタイム性が要求されるメッセージを高優先度キューに格納した時点で、既にリアルタイム性が要求されないメッセージを低優先度キューから取り出して中継を開始している。このため、中継装置は、リアルタイム性が要求されないメッセージの中継が完了するまで他のメッセージを中継できず、リアルタイム性が要求されるメッセージの中継が遅延してリアルタイム性が損なわれるという課題があった。 Conventionally, a problem occurs when an aperiodic message that does not require real-time property is transmitted immediately before a periodic message that requires real-time property. In this case, at the time when the message requiring real-time property is stored in the high-priority queue, the relay device takes out the message that does not require real-time property from the low-priority queue and starts relaying. For this reason, the relay device cannot relay other messages until the relay of a message that does not require real-time property is completed, and there is a problem that the relay of a message that requires real-time property is delayed and the real-time property is impaired. .
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、非周期的な通信が許容されるメッセージの通信を行っても、周期的に通信すべきメッセージのリアルタイム性を確保することができる列車用通信システム、これを構成する通信装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and ensures the real-time property of a message to be periodically communicated even when a message that allows aperiodic communication is communicated. train communication systems that can be aimed at obtaining communication device to configure this.
この発明に係る列車用通信システムは、車両ごとに搭載された通信装置を備えた列車用通信システムにおいて、通信装置が、周期的に通信すべきメッセージの通信のみを許可する期間、非周期的な通信が許容されるメッセージの通信を許可する期間、サイクル開始メッセージ及び通信途中のメッセージのみの通信を許可するアイドル期間に通信サイクルを区分するサイクル情報に従って、通信サイクルを管理する通信サイクル管理部を備え、通信サイクル管理部により管理された通信サイクルで通信を行い、アイドル期間の期間長は、通信装置間のメッセージ送信に要した最長時間であることを特徴とするものである。 The train communication system according to the present invention is a train communication system equipped with a communication device mounted for each vehicle. The period during which the communication device permits only communication of messages to be periodically communicated, is aperiodic. A communication cycle management unit that manages a communication cycle according to cycle information that divides the communication cycle into a period during which communication of a message that allows communication is permitted, a cycle start message, and an idle period during which only a message in the middle of communication is permitted. Communication is performed in the communication cycle managed by the communication cycle management unit , and the length of the idle period is the longest time required for message transmission between the communication devices.
この発明に係る列車用通信システムは、車両ごとに搭載された通信装置を備えた列車用通信システムにおいて、通信装置が、周期的に通信すべきメッセージの通信のみを許可する期間、非周期的な通信が許容されるメッセージの通信を許可する期間、サイクル開始メッセージ及び通信途中のメッセージのみの通信を許可するアイドル期間に通信サイクルを区分するサイクル情報に従って、通信サイクルを管理する通信サイクル管理部を備え、通信サイクル管理部により管理された通信サイクルで通信を行い、編成ごとの車両の少なくとも1つに搭載され、通信装置間の通信を中継する中継装置を備え、中継装置は、周期的に通信すべきメッセージの通信のみを許可する期間、非周期的な通信が許容されるメッセージの通信を許可する期間、サイクル開始メッセージ及び通信途中のメッセージのみの通信を許可するアイドル期間に通信サイクルを区分するサイクル情報に従って、通信サイクルを管理する通信サイクル管理部を備え、通信サイクル管理部により管理された通信サイクルで通信装置間の通信を中継し、アイドル期間の期間長は、隣り合う中継装置間でメッセージを送信するのに要する時間と、直接接続された中継装置と通信装置との間でメッセージを送信するのに要する時間とのうち、いずれか大きい方よりも大きい時間であることを特徴とするものである。 The train communication system according to the present invention is a train communication system equipped with a communication device mounted for each vehicle. The period during which the communication device permits only communication of messages to be periodically communicated, is aperiodic. A communication cycle management unit that manages a communication cycle according to cycle information that divides the communication cycle into a period during which communication of a message that allows communication is permitted, a cycle start message, and an idle period during which only a message in the middle of communication is permitted. The communication device includes a relay device that performs communication in the communication cycle managed by the communication cycle management unit and is mounted on at least one of the vehicles for each train and relays communication between the communication devices, and the relay device communicates periodically. The period during which only non-periodic communication is permitted, the period during which only non-periodic communication is permitted, A communication cycle management unit that manages a communication cycle according to cycle information that divides the communication cycle during an idle period that allows communication of only a message that is in the middle of communication and a message in the middle of communication, and communicates in a communication cycle managed by the communication cycle management unit The communication between devices is relayed, and the length of the idle period is the time required to transmit a message between adjacent relay devices and the message transmission between the directly connected relay device and the communication device. Of the time required, the time is larger than the larger one.
この発明に係る列車用通信システムは、車両ごとに搭載された通信装置を備えた列車用通信システムにおいて、通信装置が、周期的に通信すべきメッセージの通信のみを許可する期間、非周期的な通信が許容されるメッセージの通信を許可する期間、サイクル開始メッセージ及び通信途中のメッセージのみの通信を許可するアイドル期間に通信サイクルを区分するサイクル情報に従って、通信サイクルを管理する通信サイクル管理部を備え、通信サイクル管理部により管理された通信サイクルで通信を行い、伝送制御局として動作する通信装置は、通信サイクルの開始時点で、伝送従属局として動作する通信装置に対し、サイクル情報を含むサイクル開始メッセージを送信すると共に、通信サイクルの開始時点から計時した経過時間を基準として通信サイクルで通信を行い、伝送従属局として動作する通信装置は、サイクル開始メッセージの受信時点で、サイクル開始メッセージのサイクル情報に従った通信サイクルでの通信を開始すると共に、サイクル開始メッセージの受信時点から計時した経過時間を基準として通信サイクルで通信を行うことを特徴とするものである。 The train communication system according to the present invention is a train communication system equipped with a communication device mounted for each vehicle. The period during which the communication device permits only communication of messages to be periodically communicated, is aperiodic. A communication cycle management unit that manages a communication cycle according to cycle information that divides the communication cycle into a period during which communication of a message that allows communication is permitted, a cycle start message, and an idle period during which only a message in the middle of communication is permitted. The communication device that performs communication in the communication cycle managed by the communication cycle management unit and operates as a transmission control station starts a cycle including cycle information with respect to the communication device that operates as a transmission dependent station at the start of the communication cycle. Sending a message and using the elapsed time measured from the start of the communication cycle as a reference The communication device that performs communication in the communication cycle and operates as a transmission dependent station starts communication in the communication cycle according to the cycle information of the cycle start message and receives the cycle start message at the time of receiving the cycle start message. Communication is performed in a communication cycle based on the elapsed time measured from the time.
この発明によれば、周期的に通信すべきメッセージの通信のみを許可する期間を含む、メッセージの通信周期に応じた通信許容期間に通信サイクルを区分して通信を行うので、非周期的な通信が許容されるメッセージによって周期的に通信すべきメッセージのリアルタイム性が損なわれる状況を排除することができるという効果がある。 According to the present invention, communication is performed by dividing the communication cycle into communication allowable periods according to the communication period of the message, including a period during which only the communication of the message to be periodically transmitted is permitted. There is an effect that it is possible to eliminate a situation in which the real-time property of a message to be periodically communicated is impaired by a message that is allowed.
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による列車用通信システムの構成を示すブロック図である。図1では、各車両4a〜4fが2両単位で編成されて編成6a〜6cを構成する鉄道車両を例に挙げて説明する。実施の形態1による列車用通信システムは、中継装置1a〜1c及び車両監視制御装置(通信装置)2a〜2fを備える。中継装置1a〜1cは、編成6a〜6cに設けられ、車上ネットワークを介した各車両監視制御装置2a〜2fの通信を中継する。車両監視制御装置2a〜2fは、各車両4a〜4fに搭載され、機器3a〜3fを監視制御する。機器3a〜3fは、各車両4a〜4fに搭載された車両機器である。
Hereinafter, in order to explain the present invention in more detail, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 is a block diagram showing a configuration of a train communication system according to
中継装置1aは、編成6a内の車両監視制御装置2a,2bと編成内伝送路8a,8bを介して接続される。また同様に、中継装置1bは、編成6b内の車両監視制御装置2c,2dと編成内伝送路8c,8dを介して接続される。中継装置1cは、編成6c内の車両監視制御装置2e,2fと編成内伝送路8e,8fを介して接続される。さらに、中継装置1a,1bは、編成間伝送路9aを介して互いに接続されており、中継装置1b,1cは、編成間伝送路9bを介して互いに接続される。
The relay device 1a is connected to the vehicle monitoring and
実施の形態1による列車用通信システムでは、編成内伝送路8a〜8f及び編成間伝送路9a,9bを介した情報伝送が行われる車上ネットワークが構成される。なお、図1の例では、車両監視制御装置2aが伝送制御局として動作し、これ以外の車両監視制御装置2b〜2fが伝送従属局として動作する。
In the train communication system according to the first embodiment, an on-vehicle network is configured in which information transmission is performed via the
ここで、実施の形態1による列車用通信システムの車上ネットワークを介した通信について説明する。図2は、図1中の列車用通信システムにおける通信サイクルを説明するための図である。通信サイクルは、車上ネットワークを介した通信で繰り返し実施される通信パターンの単位である。図2では、通信サイクルNとその次の通信サイクルN+1を示している。 Here, communication through the on-vehicle network of the train communication system according to the first embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram for explaining a communication cycle in the train communication system in FIG. 1. A communication cycle is a unit of a communication pattern that is repeatedly performed in communication via an on-vehicle network. FIG. 2 shows a communication cycle N and the next communication cycle N + 1.
実施の形態1では、監視制御データ等の周期的なデータ通信のリアルタイム性が、非周期的に発生するリアルタイム性が要求されないその他のデータ通信によって損なわれることがないように、データの周期性に応じて通信サイクルを規定する。図2に示す例では、通信サイクルにおいて、非周期通信禁止期間、非周期通信許可期間、アイドル期間を規定している。これにより、中継装置や車両監視制御装置により実行される車上ネットワークを介した通信は、時間の経過に伴って、非周期通信禁止状態、非周期通信許可状態、アイドル状態、非周期通信禁止状態、・・・というように状態遷移する。 In the first embodiment, the periodicity of data such that the real-time property of periodic data communication such as monitoring control data is not impaired by other data communication that does not require non-periodic real-time property is required. The communication cycle is specified accordingly. In the example shown in FIG. 2, in the communication cycle, an aperiodic communication prohibition period, an aperiodic communication permission period, and an idle period are defined. As a result, the communication via the on-vehicle network executed by the relay device or the vehicle monitoring and control device is a non-periodic communication prohibited state, an aperiodic communication permitted state, an idle state, or an aperiodic communication prohibited state as time elapses. ... State transition is made.
非周期通信禁止期間では、周期的に送信すべきメッセージの通信のみが許可され、非周期的に送信されるメッセージの送信は禁止される。反対に、非周期通信許可期間では、非周期的に送信されるメッセージの送信が許可される。なお、非周期通信許可期間は、周期的に送信すべきメッセージの送信を禁止してもよいが、禁止せずにメッセージの周期性に応じた優先制御を行ってもよい。例えば、周期的に送信すべきメッセージに高い優先度を設定し、非周期的に送信されるメッセージには低い優先度を設定して、優先度に応じた通信制御を行う。 In the non-periodic communication prohibition period, only communication of messages to be transmitted periodically is permitted, and transmission of messages that are transmitted aperiodically is prohibited. On the contrary, in the aperiodic communication permission period, transmission of a message that is transmitted aperiodically is permitted. In the aperiodic communication permission period, transmission of a message to be transmitted periodically may be prohibited, but priority control according to the periodicity of the message may be performed without prohibiting transmission. For example, a high priority is set for a message to be transmitted periodically, and a low priority is set for a message that is transmitted aperiodically, and communication control according to the priority is performed.
アイドル期間は、図2に示すように、ある通信サイクルNで送信が始まったメッセージが、次の通信サイクルN+1の開始よりも前に受信を完了するために設けられた余裕期間である。アイドル期間では、メッセージ送信の開始は禁止されるが、この時点で既に送信が開始されて送信中となったメッセージについては送信が継続される。 As shown in FIG. 2, the idle period is a margin period provided for the completion of reception of a message that has started transmission in a certain communication cycle N before the start of the next communication cycle N + 1. In the idle period, the start of message transmission is prohibited, but transmission is continued for messages that have already started transmission at this point and are now being transmitted.
なお、全ての車両監視制御装置2a〜2fから送信される周期的なメッセージの通信が非周期通信禁止期間内に完了するように、各通信サイクルにおける非周期通信禁止期間の長さを設定しておく。これにより、非周期通信許可期間で周期的なメッセージの通信を禁止する必要がない。以降では、非周期通信許可期間で周期的なメッセージの通信を禁止しないものとして説明する。
In addition, the length of the aperiodic communication prohibited period in each communication cycle is set so that the communication of the periodic messages transmitted from all the vehicle
伝送制御局となる車両監視制御装置2aは、通信サイクル、非周期通信禁止期間、非周期通信許可期間の長さを規定する情報を管理している。また、車両監視制御装置2aは、タイマを用いて通信サイクルの開始タイミングを管理する。これら通信サイクルに関する管理情報は、車両監視制御装置2aによりサイクル開始メッセージとしてまとめられる。
The vehicle
車両監視制御装置2aは、伝送従属局となる車両監視制御装置2b〜2f及び中継装置1a〜1cに対して、上記サイクル開始メッセージをブロードキャストする。中継装置1a〜1c及び車両監視制御装置2b〜2fでは、サイクル開始メッセージの受信を通信サイクルの開始とみなし、該サイクル開始メッセージで規定される通信を行う。
The vehicle
図3は、実施の形態1によるサイクル開始メッセージの構成を示す図である。図3において、サイクル開始メッセージは、メッセージ識別子、送信元識別子、サイクル長、非周期通信禁止期間長、非周期通信許可期間長のそれぞれに対応するフィールドから構成される。以降では、送信元識別子、サイクル長、非周期通信禁止期間長、非周期通信許可期間長等の情報をまとめてサイクル情報と呼ぶ。中継装置1a〜1c及び車両監視制御装置2b〜2fは、サイクル開始メッセージから読み出したサイクル情報に従って、車上ネットワークを介した通信を行う。
FIG. 3 is a diagram showing a structure of a cycle start message according to the first embodiment. In FIG. 3, the cycle start message includes fields corresponding to a message identifier, a transmission source identifier, a cycle length, an aperiodic communication prohibited period length, and an aperiodic communication permitted period length. Hereinafter, information such as a transmission source identifier, a cycle length, an aperiodic communication prohibition period length, and an aperiodic communication permission period length is collectively referred to as cycle information. The relay devices 1a to 1c and the vehicle
なお、サイクル開始メッセージは、サイクル情報として上記以外のデータを含んでもよい。例えば、伝送制御局となる車両監視制御装置2aが、運転士が操作する運転台に接続されている場合、上述のようなサイクル情報はメッセージヘッダに格納し、メッセージ本体には、各車両の車両機器への指令データを格納するようにしてもよい。
Note that the cycle start message may include data other than the above as cycle information. For example, when the vehicle
図4は、図1中の中継装置の構成を示すブロック図であり、中継装置1a〜1cを中継装置1と総称する。図4において、中継装置1は、中継制御部11、スイッチングハブ17、編成内伝送路インタフェース18、編成間伝送路インタフェース19a,19bを備える。中継制御部11は、伝送路インタフェース18,19a,19bに接続しており、いずれかの伝送路インタフェースを介して送られてくるメッセージを、他の伝送路インタフェースに中継する。例えば、編成間伝送路インタフェース19aを介して送られてくるメッセージを、編成内伝送路インタフェース18及び編成間伝送路インタフェース19bに中継する。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the relay apparatus in FIG. 1, and the relay apparatuses 1 a to 1 c are collectively referred to as the
編成間伝送路インタフェース19a,19bは、各編成の中継装置間における編成間伝送路ごとに一つずつ設けられる。例えば、編成6bの中継装置1bにおける編成間伝送路インタフェース19aは、編成6aの中継装置1aに繋がる編成間伝送路9aに接続し、編成間伝送路インタフェース19bは、編成6cの中継装置1cに繋がる編成間伝送路9cに接続する。また、編成内伝送路インタフェース18は、中継装置1に1つずつ設けられ、スイッチングハブ17に接続する。
One inter-compartment
スイッチングハブ17は、編成内伝送路を介して編成内の各車両に設けられた車両監視制御装置と接続する。例えば、編成6a内の中継装置1aにおけるスイッチングハブ17は、車両4a,4bにそれぞれ設けられた車両監視制御装置2a,2bと接続する編成内伝送路8a,8bを束ねるように接続している。編成内の車両監視制御装置間の通信は、中継制御部11を介さず、スイッチングハブ17を経由して行われる。
The switching
図5は、図4中の中継制御部の構成を示すブロック図である。図5において、中継制御部11は、通信サイクル管理部111、サイクル開始メッセージ判定部112、中継先判定部113、メッセージ種別判定部114a〜114c、送信メッセージ選択部115a〜115c、周期メッセージキュー116a〜116c、及び非周期メッセージキュー117a〜117cを備える。また、通信サイクル管理部111は、サイクル情報記憶部118を備える。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the relay control unit in FIG. 5, the
通信サイクル管理部111は、不図示のタイマを用いて通信サイクルの状態(非周期通信禁止状態、非周期通信許可状態、アイドル状態)を管理する。例えば、図2に示す通信サイクルで通信を行う場合、通信サイクル管理部111は、サイクル開始メッセージを受信した時点でタイマをスタートして非周期通信禁止状態に移行する。 The communication cycle management unit 111 manages a communication cycle state (aperiodic communication prohibited state, aperiodic communication permitted state, idle state) using a timer (not shown). For example, when communication is performed in the communication cycle illustrated in FIG. 2, the communication cycle management unit 111 starts a timer when the cycle start message is received, and shifts to an aperiodic communication prohibited state.
サイクル情報記憶部118には、サイクル開始メッセージ判定部112によってサイクル開始メッセージから読み出されたサイクル情報が格納される。通信サイクル管理部111では、サイクル情報記憶部118から読み出したサイクル情報の内容に基づいて、非周期通信禁止期間、非周期通信許可期間の長さを把握し、この期間の時間経過に伴って非周期通信禁止状態から非周期通信許可状態、アイドル状態、といった通信サイクルの状態を遷移させる。
The cycle
編成内伝送路インタフェース18及び編成間伝送路インタフェース19a,19bを介して受信されたメッセージは、サイクル開始メッセージ判定部112に入力される。サイクル開始メッセージ判定部112は、入力したメッセージがサイクル開始メッセージであるか否かを判定する。サイクル開始メッセージ判定部112では、入力したメッセージがサイクル開始メッセージであると判定すると、このサイクル開始メッセージに含まれるサイクル情報を読み取って通信サイクル管理部111へ通知する。なお、サイクル開始メッセージ判定部112を経由したメッセージは、サイクル開始メッセージであるか否かに関わらず、中継先判定部113に送られる。
Messages received via the intra-composition transmission path interface 18 and the inter-composition transmission path interfaces 19a and 19b are input to the cycle start
中継先判定部113は、サイクル開始メッセージ判定部112から入力したメッセージから宛先アドレス情報を読み取り、宛先アドレス情報に基づいて適切な伝送路インタフェースに対応したメッセージ種別判定部114a〜114cへメッセージを振り分ける。
The relay
メッセージ種別判定部114a〜114cは、中継先判定部113を経由して入力したメッセージが、周期的に送信すべきメッセージ(リアルタイム性が要求されるメッセージ)であるか、非周期的に送信すべきメッセージ(リアルタイム性が要求されないメッセージ)であるかを判定する。この判定結果に応じて、メッセージ種別判定部114a〜114cは、中継先判定部113を経由して入力したメッセージを、周期メッセージキュー116a〜116c又は非周期メッセージキュー117a〜117cに振り分ける。
The message type determination units 114a to 114c should transmit the message input via the relay
送信メッセージ選択部115a〜115cは、通信サイクル管理部111から現在の通信サイクルの状態の通知を受ける。これにより、送信メッセージ選択部115a〜115cは、現在の通信サイクルの状態に応じたメッセージを周期メッセージキュー116a〜116c又は非周期メッセージキュー117a〜117cから取り出し、伝送路インタフェース18,19a,19bを介して送信する。
The transmission
図6は、図1中の車両監視制御装置の構成を示すブロック図であり、車両監視制御装置2a〜2fを車両監視制御装置2と総称する。図6において、車両監視制御装置2は、伝送制御部21、監視記録管理部22、機器監視制御部23、周期メッセージ処理部26、非周期メッセージ処理部27及び編成内伝送路インタフェース28を備える。
FIG. 6 is a block diagram illustrating the configuration of the vehicle monitoring control device in FIG. 1, and the vehicle
伝送制御部21は、編成内伝送路インタフェース28を介して受信されたメッセージを入力し、このメッセージの種別(周期的に送信すべきメッセージ又は非周期的に送信されるメッセージ)を判定する。この判定結果のメッセージ種別に応じて、伝送制御部21は、入力した上記メッセージを周期メッセージ処理部26又は非周期メッセージ処理部27に送信する。反対に、伝送制御部21は、周期メッセージ処理部26又は非周期メッセージ処理部27を介して受信したメッセージを、編成内伝送路インタフェース28を経由して中継装置1へ送信する。
The
監視記録管理部22は、機器監視制御部23による車両機器の様々な監視結果を車両監視記録情報として内部のメモリ(不図示)に格納し管理する。機器監視制御部23は、監視制御対象の車両機器(機器3a〜3f)と接続し、車両機器の監視制御を行う。
The monitoring
周期メッセージ処理部26は、機器監視制御部23により得られた自車両の車両機器に関する監視制御データをメッセージとして伝送制御部21及び編成内伝送路インタフェース28を経由して中継装置1へ送信する。また、周期メッセージ処理部26は、伝送制御部21を経由して受信したメッセージから、他車両の車両機器に関する監視制御データを取り出して機器監視制御部23に設定する。なお、監視制御データを含む監視制御関連情報を伝えるためのメッセージは、制御周期に応じた所定の通信周期ごとに作成される。
The periodic
非周期メッセージ処理部27は、監視記録管理部22から読み出した車両監視記録情報をメッセージとして伝送制御部21及び編成内伝送路インタフェース28を経由して中継装置1へ送信する。また、非周期メッセージ処理部27は、伝送制御部21を経由して受信したメッセージから、他車両の車両機器に関する車両監視記録情報を取り出して監視記録管理部22に設定する。なお、車両監視記録情報を伝えるためのメッセージは、運転台(不図示)等からの指示に応じて非周期的に作成される。
The aperiodic
図7は、図6中の伝送制御部21の構成を示すブロック図であり、接続先の構成である周期メッセージ処理部26、非周期メッセージ処理部27及び編成内伝送路インタフェース28も記載している。図7において、伝送制御部21は、通信サイクル管理部211、サイクル開始メッセージ判定部212、メッセージ種別判定部214、送信メッセージ選択部215、周期メッセージバッファ216、及び非周期メッセージキュー217を備える。また、通信サイクル管理部211は、サイクル情報記憶部218を備える。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the
通信サイクル管理部211は、不図示のタイマを用いて通信サイクルの状態(非周期通信禁止状態、非周期通信許可状態、アイドル状態)を管理する。通信サイクル管理部211による処理は、車両監視制御装置2が伝送制御局であるか伝送従属局であるかによって異なる。
The communication
先ず、伝送制御局として動作する車両監視制御装置2内に搭載された通信サイクル管理部211について説明する。
この通信サイクル管理部211は、不図示のタイマを用いて通信サイクルの開始タイミングを管理する。例えば、図2に示す通信サイクルで通信を行う場合、通信サイクル管理部211は、通信サイクルの開始時点でタイマをスタートして非周期通信禁止状態に移行する。このとき、通信サイクル管理部211は、伝送従属局として動作する車両監視制御装置2b〜2f及び中継装置1a〜1cに対して、送信メッセージ選択部215及び編成内伝送路インタフェース28を介してサイクル開始メッセージをブロードキャストする。
First, the communication
The communication
なお、サイクル情報記憶部218には、サイクル情報が予め格納されている。通信サイクル管理部211は、サイクル情報記憶部218からサイクル情報を読み出し、このサイクル情報を含むサイクル開始メッセージを作成する。通信サイクルが開始されると、上記サイクル情報の内容に基づいて、時間経過に伴って非周期通信禁止状態から非周期通信許可状態、アイドル状態、といった通信サイクルの状態が遷移する。
The cycle information storage unit 218 stores cycle information in advance. The communication
次に、伝送従属局として動作する車両監視制御装置2内に搭載された通信サイクル管理部211について説明する。
この通信サイクル管理部211は、サイクル開始メッセージを受信した時点でタイマをスタートして非周期通信禁止状態に移行する。サイクル情報記憶部218には、サイクル開始メッセージ判定部212によってサイクル開始メッセージから読み出されたサイクル情報が格納される。通信サイクル管理部211では、サイクル情報記憶部218から読み出したサイクル情報の内容に基づいて、非周期通信禁止期間、非周期通信許可期間の長さを把握し、この期間の時間経過に伴って非周期通信禁止状態から非周期通信許可状態、アイドル状態、といった通信サイクルの状態を遷移させる。
Next, the communication
The communication
編成内伝送路インタフェース28を介して受信されたメッセージは、サイクル開始メッセージ判定部212に入力される。サイクル開始メッセージ判定部212は、入力したメッセージがサイクル開始メッセージであるか否かを判定する。サイクル開始メッセージ判定部212では、入力したメッセージがサイクル開始メッセージである場合、このサイクル開始メッセージに含まれるサイクル情報を読み取って通信サイクル管理部211へ通知する。なお、サイクル開始メッセージ判定部212を経由したメッセージは、サイクル開始メッセージであるか否かに関わらず、メッセージ種別判定部214に送られる。
The message received via the intra-composition transmission path interface 28 is input to the cycle start
メッセージ種別判定部214は、サイクル開始メッセージ判定部212を経由して入力したメッセージが、周期的に送信すべきメッセージ(リアルタイム性が要求されるメッセージ)であるか、非周期的に送信すべきメッセージ(リアルタイム性が要求されないメッセージ)であるかを判定する。この判定結果に応じて、メッセージ種別判定部214は、サイクル開始メッセージ判定部212を経由して入力したメッセージを、周期メッセージ処理部26又は非周期メッセージ処理部27に振り分ける。
The message
周期メッセージバッファ216は、周期メッセージ処理部26で作成されたメッセージを格納する。また、非周期メッセージキュー217は、非周期メッセージ処理部27で作成されたメッセージを格納する。送信メッセージ選択部215は、通信サイクル管理部211が管理する現在の通信サイクルの状態に応じて、周期メッセージバッファ216又は非周期メッセージキュー217からメッセージを取り出し、編成内伝送路インタフェース28を介して中継装置1へ送信する。
The periodic message buffer 216 stores the message created by the periodic
なお、非周期メッセージ処理部27によるメッセージ作成及び送信メッセージ選択部215によるメッセージ送信は非同期に行われるので、両者の間に非周期メッセージキュー217を設けている。一方、周期メッセージ処理部26によるメッセージ作成及び送信メッセージ選択部215によるメッセージ送信も同様に非同期に行われるが、両者の間は、キューではなく、単一のメッセージのみを格納するバッファを設けている。
Since message generation by the aperiodic
周期メッセージ処理部26によって作成されるメッセージは、制御周期に応じて発生する監視制御関連情報を伝えるものであり、周期的に送信すべきメッセージである。この場合、リアルタイム性を失った古い情報まで漏れなく伝えることよりも、古くなった情報は廃棄して最新の情報を適時伝えることの方が重要である。これにより、単一のメッセージのみを格納する周期メッセージバッファ216を、周期メッセージ処理部26の後段に配置している。このようなメッセージの特性を考慮する必要がなければ、周期メッセージ処理部26の後段にキューを配置しても構わない。
The message created by the periodic
次に動作について説明する。
図8は、実施の形態1による列車用通信システムの動作を示すタイミングチャートであり、中継装置1a〜1c及び車両監視制御装置2a〜2fによる伝送路インタフェースを介したメッセージ送受信状態を示している。図8において、横軸は時間軸を表しており、時間軸に配置された矩形は各装置間で送受信されるメッセージを示している。例えば、時間軸における送信側に配置されたメッセージは送信メッセージであり、受信側に配置されたメッセージは受信メッセージである。矩形の時間軸方向の長さは、メッセージの送受信に費やされる時間を表している。以降の説明では、伝送路の転送レートに基づく伝送路占有時間のみを考慮し、各装置での処理遅延や伝送路の伝搬遅延は無視している。なお、図8のタイミングチャートの表記は、図8以降に説明するタイミングチャートにおいても同様である。
Next, the operation will be described.
FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the train communication system according to the first embodiment, and shows a message transmission / reception state via the transmission line interface by the relay apparatuses 1a to 1c and the vehicle
伝送制御局である車両監視制御装置2aは、タイマを用いて周期的に通信サイクルを繰り返し、車両監視制御装置2b〜2f及び中継装置1a〜1cに対してサイクル開始時点でサイクル開始メッセージ500aをブロードキャストする。ブロードキャストされたサイクル開始メッセージ500aは、中継装置1aを経て車両監視制御装置2bへ、中継装置1aからさらに中継装置1bを経て車両監視制御装置2c,2dへ、中継装置1bからさらに中継装置1cを経て車両監視制御装置2e,2fへ送られる。
The vehicle
続いて、車両監視制御装置2aは、自車両の監視制御データを含む周期的に通信すべきメッセージ(以下、周期メッセージと称す)(不図示)を、車両監視制御装置2b〜2f及び中継装置1a〜1cに対してブロードキャストする。中継装置1a〜1c及び車両監視制御装置2b〜2fは、車両監視制御装置2aからブロードキャストされたサイクル開始メッセージ500aを受信すると、サイクル開始メッセージ500aから読み出したサイクル情報の内容に基づいて通信サイクルを開始する。
Subsequently, the vehicle
なお、サイクル開始メッセージ500aのブロードキャストは、ストアアンドフォワード方式に伴う遅延によって、中継装置1a〜1c及び車両監視制御装置2b〜2fに相当する各ノードおいてサイクル開始メッセージ500aが到着する時刻がそれぞれ異なる。このため、図8に示すように、サイクル開始メッセージ500aに対応した通信サイクルの開始時刻は、各ノードごとに異なる。このとき、車両監視制御装置2b〜2fは、自車両の監視制御データを含む周期メッセージ(不図示)をブロードキャストする。
Note that the broadcast of the
中継装置1a〜1c及び車両監視制御装置2b〜2fは、通信サイクルを開始すると、タイマを用いてサイクル開始からの時間経過を監視し、非周期通信禁止期間、非周期通信許可期間、アイドル期間、といった通信サイクルの状態を遷移させる(図8中のサイクルN参照)。なお、上述したように、サイクル開始メッセージ500aが各ノードに到着する時間は異なるので、図8に示すように、各ノードにおいて、非周期通信禁止期間、非周期通信許可期間、アイドル期間の開始終了の時刻は異なる。
When the relay devices 1a to 1c and the vehicle monitoring and
ここで、時刻T1に、車両監視制御装置2eの監視記録管理部22が、車両監視制御装置2aに向けて非周期的に通信されるメッセージ(以下、非周期メッセージと称す)を送信しようとする場合を考える。車両監視制御装置2eの非周期メッセージ処理部27は、非周期メッセージ700eを作成して非周期メッセージキュー217に格納する。車両監視制御装置2eにおいて、時刻T1は、通信サイクルNの非周期通信禁止期間内である。このため、車両監視制御装置2eの送信メッセージ選択部215は、非周期メッセージキュー217のメッセージをそのままにしておく。
Here, at time T1, the monitoring
この後、時刻T2で通信サイクルNの非周期通信許可期間に移ると、送信メッセージ選択部215は、非周期メッセージキュー217に格納されていた非周期メッセージ700eを取り出し、編成内伝送路インタフェース28を介して非周期メッセージ700e(図8中、符号Nを付した矩形で示す)を送信する。中継装置1cの編成内伝送路インタフェース18で非周期メッセージ700eの受信が完了するのは、スイッチングハブ17を経るために時刻T3となる。
Thereafter, when the period shifts to the aperiodic communication permission period of the communication cycle N at time T2, the transmission
中継装置1cに受信された非周期メッセージ700eは、中継装置1c内でサイクル開始メッセージ判定部112、中継先判定部113を経てメッセージ種別判定部114aに出力される。メッセージ種別判定部114aは、入力したメッセージが非周期メッセージ700eであると判定すると、非周期メッセージ700eを非周期メッセージキュー117aに格納する。中継装置1cにおいて、時刻T3は非周期通信許可期間であるため、送信メッセージ選択部115aは、即座に非周期メッセージ700eを非周期メッセージキュー117aから取り出し、編成間伝送路インタフェース19aを通じて送信する。
The
中継装置1bは、編成間伝送路インタフェース19bを介して、中継装置1cからの非周期メッセージ700eを受信し、時刻T4において受信を完了する。この後、上述した中継装置1cと同様の処理を行って、中継装置1bは、内部の非周期メッセージキュー117aに非周期メッセージ700eを格納する。中継装置1bにおいて、時刻T4では、非周期通信許可期間が終了しアイドル期間に移行している。このため、次の通信サイクルN+1の非周期通信許可期間に移行するまで、非周期メッセージ700eは非周期メッセージキュー117aに保持される。
The relay device 1b receives the
伝送制御局である車両監視制御装置2aが、次の通信サイクルN+1に関するサイクル開始メッセージ500bを、車両監視制御装置2b〜2f及び中継装置1a〜1cに対してブロードキャストする。これにより、通信サイクルN+1が開始される。車両監視制御装置2cは、時刻T5にてサイクル開始メッセージ500bを受信すると、このサイクル開始メッセージ500bから取り出したサイクル情報の内容に基づいて通信サイクルN+1を開始する。
The vehicle
続いて、車両監視制御装置2cは、自車両の監視制御データを含む周期メッセージ600c(図8中、符号Cを付した矩形で示す)をブロードキャストする。なお、図8に示す例では、周期メッセージ600cが、中継装置1a,1bを介して車両監視制御装置2aに受信されるまでの流れを示しており、車両監視制御装置2b,2d〜2fまでの流れの記載を省略している。
Subsequently, the vehicle
中継装置1bにおいて、周期メッセージ600cが到着する前に非周期メッセージ700eが到着している。このとき、中継装置1bは、通信サイクルN+1における非周期通信禁止期間であるため、非周期メッセージ700eを非周期メッセージキュー117aに格納したままとなる。
In the relay device 1b, the
一方、周期メッセージ600cは、送信メッセージ選択部115aによって直ちに周期メッセージキュー116aから読み出され、編成間伝送路インタフェース19a及び編成間伝送路9aを介して中継装置1aへ送信される。このように、中継装置1bでは、非周期メッセージ700eの送信処理によって遅延されることなく、周期メッセージ600cを送信することができる。
On the other hand, the
時間が経過して時刻T7になると、中継装置1bは、非周期通信許可期間に移行する。これにより、中継装置1bの送信メッセージ選択部115aは、非周期メッセージキュー117aから非周期メッセージ700eを読み出し、編成間伝送路インタフェース19a及び編成間伝送路9aを介して中継装置1aへ送信する。
When time elapses and time T7 is reached, the relay device 1b shifts to the aperiodic communication permission period. Thereby, the transmission
次に、実施の形態1の列車用通信システムにおいて、メッセージの発生元である車両監視制御装置2のみがサイクル情報に基づく通信サイクルで通信を行い、中継装置1が上記通信サイクルでの通信を行わない場合の動作を説明する。
図9は、車両監視制御装置のみがサイクル情報に基づく通信サイクルで通信することにより、非周期メッセージが周期メッセージの送信を遅延させる場合の動作を示すタイミングチャートである。なお、図9は、図8で示した本発明の特徴的な動作と比較するための動作例を示しており、本発明の動作を示しているものではない。
Next, in the train communication system according to the first embodiment, only the vehicle monitoring control device 2 that is a message generation source performs communication in a communication cycle based on cycle information, and the
FIG. 9 is a timing chart showing an operation when the aperiodic message delays the transmission of the periodic message by only the vehicle monitoring control device communicating in the communication cycle based on the cycle information. FIG. 9 shows an operation example for comparison with the characteristic operation of the present invention shown in FIG. 8, and does not show the operation of the present invention.
先ず、図8と同様に、伝送制御局である車両監視制御装置2aは、タイマを用いて周期的に通信サイクルを繰り返し、車両監視制御装置2b〜2f及び中継装置1a〜1cに対してサイクル開始点でサイクル開始メッセージ500aをブロードキャストする。
First, similarly to FIG. 8, the vehicle
続いて、車両監視制御装置2aは、自車両の監視制御データを含む周期メッセージ(不図示)を、車両監視制御装置2b〜2f及び中継装置1a〜1cに対してブロードキャストする。車両監視制御装置2b〜2fは、車両監視制御装置2aからブロードキャストされたサイクル開始メッセージ500aを受信すると、サイクル開始メッセージ500aから読み出したサイクル情報の内容に基づいて通信サイクルを開始する。
Subsequently, the vehicle
車両監視制御装置2b〜2fは、通信サイクルを開始すると、タイマを用いてサイクル開始からの時間経過を監視し、非周期通信禁止期間、非周期通信許可期間、アイドル期間、といった通信サイクルの状態を遷移させる。
When the vehicle
時刻T1において、車両監視制御装置2eの監視記録管理部22が、車両監視制御装置2aに向けて非周期的に通信される非周期メッセージを送信しようとする場合を考える。車両監視制御装置2eの非周期メッセージ処理部27は、非周期メッセージ700eを作成して非周期メッセージキュー217に格納する。このとき、時刻T1は通信サイクルNの非周期通信禁止期間内であるため、送信メッセージ選択部215は、非周期メッセージキュー217のメッセージをそのままにしておく。
Consider a case in which, at time T1, the monitoring
時刻T2で通信サイクルNの非周期通信許可期間に移ると、車両監視制御装置2eの送信メッセージ選択部215は、非周期メッセージキュー217に格納されていた非周期メッセージ700eを取り出し、編成内伝送路インタフェース28を介して非周期メッセージ700eを送信する。中継装置1cの編成内伝送路インタフェース18で非周期メッセージ700eの受信が完了するのは、スイッチングハブ17を経由するために時刻T3となる。
When the aperiodic communication permission period of the communication cycle N starts at time T2, the transmission
中継装置1cは、編成内伝送路8eを介して受信した非周期メッセージ700eを非周期メッセージキュー117aに格納する。図8と異なり、図9では、中継装置1cがサイクル開始メッセージのサイクル情報の内容に基づく通信サイクルで通信しない。このため、中継装置1cの送信メッセージ選択部115aは、即座に非周期メッセージ700eを非周期メッセージキュー117aから取り出し、編成間伝送路インタフェース19aを通じて送信する。
The relay device 1c stores the
中継装置1bは、編成間伝送路インタフェース19b及び編成間伝送路9bを介して、中継装置1cからの非周期メッセージ700eを受信し、時刻T4において受信を完了する。図8と異なり、図9では、中継装置1bがサイクル開始メッセージのサイクル情報の内容に基づく通信サイクルで通信しない。このため、中継装置1bは、受信した非周期メッセージ700eを、直ちに編成間伝送路インタフェース19a及び編成間伝送路9aを介して中継装置1aへ送信する。
The relay apparatus 1b receives the
中継装置1aは、時刻T51において、編成間伝送路インタフェース19bを経由して中継装置1bから非周期メッセージ700eの受信を完了する。同様に中継装置1aも、サイクル開始メッセージのサイクル情報の内容に基づく通信サイクルで通信しないので、受信した非周期メッセージ700eを直ちに編成内伝送路インタフェース18及び編成間伝送路8aを介して車両監視制御装置2aへ送信する。
The relay device 1a completes reception of the
図8と同様に、時刻T5において、車両監視制御装置2cが、周期メッセージ600cの送信を開始する。中継装置1aは、時刻T6において、中継装置1bを経由して送信された周期メッセージ600cを編成間伝送路インタフェース19bを介して受信する。このとき、中継装置1aでは、時刻T51に非周期メッセージ700eの送信を開始しており、編成内伝送路インタフェース18が非周期メッセージ700eの送信で占有されている。このため、非周期メッセージ700eの送信が完了する時刻T61まで、中継装置1aは、周期メッセージ600cを送信することができない。これにより、中継装置1aにおいて周期メッセージ600cの送信が遅延する。
Similarly to FIG. 8, at time T5, the vehicle
このような既に伝送路を占有しているメッセージによる遅延は、従来のように優先度別キューを用いた優先伝送制御のみでは回避できない。つまり、車両監視制御装置2が、サイクル情報の内容に基づく通信サイクルで通信する場合、中継装置1においても、周期メッセージと非周期メッセージとの競合を避けることができるように、十分に大きなアイドル期間を設ける必要がある。図9の例では、通信サイクルNのアイドル期間の終了時刻、すなわち、次の通信サイクルN+1の開始時刻は、少なくとも非周期メッセージ700eの送信が完了する時刻T61以降でなければならない。
Such a delay due to a message already occupying a transmission path cannot be avoided only by priority transmission control using a priority-specific queue as in the prior art. That is, when the vehicle monitoring control device 2 communicates in a communication cycle based on the contents of the cycle information, the
アイドル期間は、上述のような周期メッセージと非周期メッセージとの競合を完全に排除できる時間長とする必要がある。例えば、アイドル期間は、ある車両監視制御装置1から他の車両監視制御装置1へメッセージ送信に要する時間の最悪値よりも大きくなければならない。なお、上記最悪値としては、列車用通信システムにおいて、最も離れた車両監視制御装置間の通信で、かつ、通信途中で他の非周期メッセージとの競合により発生する遅延を含む時間が考えられる。
The idle period needs to be a time length that can completely eliminate the contention between the periodic message and the aperiodic message as described above. For example, the idle period must be longer than the worst value of the time required for message transmission from one vehicle
これに対して、実施の形態1による列車用通信システムは、中継装置1もサイクル情報の内容に基づく通信サイクルで通信を行う。このとき、隣り合う中継装置1間でメッセージを送信するのに要する時間と、直接接続された中継装置1と車両監視制御装置2との間でのメッセージ送信に要する時間のうち、いずれか大きい方よりも大きい時間をアイドル期間とする。このようにすることで、周期メッセージと非周期メッセージとの競合を排除でき、図9に示す場合よりも伝送路の利用効率を向上させることができる。
In contrast, in the train communication system according to the first embodiment, the
以上のように、この実施の形態1によれば、中継装置1及び車両監視制御装置2が、周期的に通信すべきメッセージの通信のみを許可する期間を含むメッセージの通信周期に応じた通信許容期間に通信サイクルを区分するサイクル情報に従って通信サイクルを管理する通信サイクル管理部111,211を備え、通信サイクル管理部111,211により管理された通信サイクルで通信する。
また、この構成において、伝送制御局として動作する車両監視制御装置2が、通信サイクルの開始時点で、中継装置1及び伝送従属局として動作する車両監視制御装置2に対し、サイクル情報を含むサイクル開始メッセージを送信すると共に、通信サイクルの開始時点から計時した経過時間を基準として上記通信サイクルで通信し、中継装置1及び伝送従属局として動作する車両監視制御装置2が、サイクル開始メッセージの受信時点で、サイクル開始メッセージのサイクル情報に従った通信サイクルでの通信を開始すると共に、サイクル開始メッセージの受信時点から計時した経過時間を基準として通信サイクルで通信する。
これら構成において、周期的に通信すべきメッセージのみの通信を許可する非周期通信禁止期間、非周期的な通信が許容されるメッセージの通信を許可する非周期通信許可期間、サイクル開始メッセージ及び通信途中のメッセージのみの通信を許可するアイドル期間に通信サイクルを区分するサイクル情報を利用する。このように構成することで、非周期的な通信が許容されるメッセージによって周期的に通信すべきメッセージのリアルタイム性が損なわれる状況を排除することができる。
As described above, according to the first embodiment, the
Further, in this configuration, the vehicle monitoring control device 2 operating as a transmission control station starts a cycle including cycle information with respect to the vehicle monitoring control device 2 operating as a
In these configurations, an aperiodic communication prohibition period that permits communication of only messages that should be transmitted periodically, an aperiodic communication permission period that permits communication of messages that allow aperiodic communication, a cycle start message, and a communication in progress Cycle information that divides the communication cycle is used in an idle period in which communication of only the message is permitted. With this configuration, it is possible to eliminate a situation in which the real-time property of a message to be periodically communicated is impaired by a message that allows aperiodic communication.
また、この実施の形態1によれば、中継装置1が、車両監視制御装置2間の通信を中継するにあたり、上記サイクル情報に従って管理される通信サイクルで中継するので、上記と同様の効果を得ることができる。また、車両監視制御装置2間の通信を中継するにあたり、ある通信サイクルで送信開始されたメッセージが伝送経路途中の最も近い中継装置又は送信先の車両監視制御装置で受信完了されるまでに、次の通信サイクルが開始されることがないようにアイドル期間の長さを調節することで、周期メッセージと非周期メッセージとの競合を排除でき、伝送路の利用効率を向上させることができる。
Further, according to the first embodiment, the
実施の形態2.
図10は、この発明の実施の形態2による列車用通信システムの構成を示すブロック図である。図10では、車両4a〜4cが3両単位で編成6dを構成し、車両4d,4eが2両単位で編成6eを構成する鉄道車両を例に挙げて説明する。実施の形態2による列車用通信システムは、中継装置1a,1b、車両監視制御装置2a〜2e、及び自動連結器5a〜5dを備える。中継装置1a,1bは、編成6d,6eに設けられ、車上ネットワークを介した各車両監視制御装置2a〜2eの通信を中継する。車両監視制御装置2a〜2eは、各車両4a〜4eに搭載され、機器3a〜3eを監視制御する。機器3a〜3eは、各車両4a〜4eに搭載された車両機器である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a train communication system according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 10, a description will be given by taking as an example a railway vehicle in which the
中継装置1aは、編成6d内の車両監視制御装置2a〜2cと編成内伝送路8a〜8cを介して接続される。また同様に、中継装置1bは、編成6e内の車両監視制御装置2d,2eと編成内伝送路8d,8eを介して接続される。中継装置1aは、自動連結器5aと編成間伝送路9aに接続されており、中継装置1bは、自動連結器5dと編成間伝送路9bに接続されている。編成間伝送路9aは自動連結器5bに接続しており、編成間伝送路9bは自動連結器5cに接続している。
The relay device 1a is connected to the vehicle
自動連結器5a〜5dは、編成の車両間を併結する際、編成間伝送路9も接続する。例えば、自動連結器5b,5cは、編成6dの車両4と編成6eの車両とを併結し、編成間伝送路9a,9bを接続する。つまり、編成間伝送路9a,9bは、自動連結器5b,5cの併解結によって互いの接続が開閉される。また、編成6fは、編成6dと編成6eが自動連結器5b,5cで併結されて構成される。
The
この実施の形態2では、列車を起動、併結、解結した際、列車内で唯一つの伝送制御局が有限時間内に定まることを前提としている。実施の形態2において、伝送制御局を決定する方法(伝送制御局を確立する方法)自体は、特定の方法に限定されるものではない。例えば、参考文献1に開示される方法を利用してもよい。
参考文献1:特公平7−46881号公報
In the second embodiment, it is assumed that when a train is started, combined, and disconnected, only one transmission control station is determined within a finite time within the train. In the second embodiment, a method for determining a transmission control station (a method for establishing a transmission control station) itself is not limited to a specific method. For example, the method disclosed in
Reference 1: Japanese Patent Publication No. 7-46881
図11は、実施の形態2によるサイクル開始メッセージの構成を示す図である。図11において、サイクル開始メッセージは、メッセージ識別子、送信元識別子、伝送制御局変更フラグ、サイクル長、非周期通信禁止期間長、非周期通信許可期間長のそれぞれに対応するフィールドから構成される。 FIG. 11 is a diagram showing a structure of a cycle start message according to the second embodiment. In FIG. 11, the cycle start message is composed of fields corresponding to a message identifier, a transmission source identifier, a transmission control station change flag, a cycle length, an aperiodic communication prohibition period length, and an aperiodic communication permission period length.
この実施の形態2では、送信元識別子、伝送制御局変更フラグ、サイクル長、非周期通信禁止期間長、非周期通信許可期間長をまとめてサイクル情報と呼ぶ。なお、伝送制御局変更フラグは、伝送制御局である車両監視制御装置2が、列車の併解結に伴って伝送従属局に移行する際に設定される。 In the second embodiment, a transmission source identifier, a transmission control station change flag, a cycle length, an aperiodic communication prohibition period length, and an aperiodic communication permission period length are collectively referred to as cycle information. The transmission control station change flag is set when the vehicle monitoring control device 2 that is a transmission control station shifts to a transmission subordinate station in conjunction with the train linking.
次に動作について説明する。
(1)制御局モードの通信サイクル管理部による動作
図12は、図10中の列車用通信システムにおける伝送制御局である車両監視制御装置の通信サイクル管理部の通信状態遷移を示す図である。なお、実施の形態2による車両監視制御装置2a〜2eの構成は、上記実施の形態1で示した図4〜7と基本的に同一である。
Next, the operation will be described.
(1) Operation by Communication Cycle Management Unit in Control Station Mode FIG. 12 is a diagram showing a communication state transition of the communication cycle management unit of the vehicle monitoring control device which is a transmission control station in the train communication system in FIG. In addition, the structure of the vehicle
以降では、図12及び上記実施の形態1で示した図6,7を用いて、伝送制御局である車両監視制御装置2の通信サイクル管理部211の動作を詳細に説明する。また、図12において、伝送制御局である車両監視制御装置2の通信サイクル管理部211は、動作モードが制御局モードであり、伝送従属局である中継装置1及び車両監視制御装置2の通信サイクル管理部111,211は、動作モードが従属局モードであるものとする。
Hereinafter, the operation of the communication
先ず、制御局モードの通信サイクル管理部211は、通信サイクルの開始時点でタイマをスタートするとともに、伝送制御局変更フラグを設定せず、従属局モードの通信サイクル管理部211に対し、送信メッセージ選択部215及び編成内伝送路インタフェース28を介してサイクル開始メッセージをブロードキャストする。これにより、制御局モードの通信サイクル管理部211は、非周期通信禁止状態ST11に移行する(遷移TR11)。
First, the communication
制御局モードの通信サイクル管理部211は、通信サイクルを開始して上記サイクル情報の内容に基づく非周期通信禁止期間(一定時間)が経過すると、非周期通信禁止状態ST11から非周期通信許可状態ST12に遷移する(遷移TR12)。さらに非周期通信許可期間(一定時間)が経過すると、通信サイクル管理部211は、非周期通信許可状態ST12からアイドル状態ST13に遷移する(遷移TR13)。
When the communication
アイドル期間(一定時間)が経過した状態に遷移すると(遷移TR14)、制御局モードの通信サイクル管理部211は、伝送制御局変更フラグを設定せず、従属局モードの通信サイクル管理部111,211に対し、送信メッセージ選択部215及び編成内伝送路インタフェース28を介して次の通信サイクルに関するサイクル開始メッセージをブロードキャストする。これにより、制御局モードの通信サイクル管理部211は、非周期通信禁止状態ST11に移行する(遷移TR15)。
When a transition is made to a state in which the idle period (fixed time) has passed (transition TR14), the communication
一方、アイドル期間が経過するまでに列車の併解結などに伴って伝送従属局へ移行することになっていれば、制御局モードの通信サイクル管理部211は、次の通信サイクルに関するサイクル開始メッセージのサイクル情報に伝送制御局変更フラグを設定する。
On the other hand, if it is supposed to shift to a transmission subordinate station along with the merging / disconnecting of the train by the time the idle period elapses, the communication
この後、制御局モードの通信サイクル管理部211は、従属局モードの通信サイクル管理部211に対し、送信メッセージ選択部215及び編成内伝送路インタフェース28を介して、伝送制御局変更フラグが設定されたサイクル開始メッセージをブロードキャストする。これにより、伝送制御局である車両監視制御装置2は、伝送従属局(従属局モード)に移行する(遷移TR2)。
Thereafter, the communication
(2)従属局モードの通信サイクル管理部による動作
図13は、図10中の列車用通信システムにおける伝送従属局である車両監視制御装置及び中継装置の通信サイクル管理部の通信状態遷移を示す図である。なお、実施の形態2による中継装置1a,1b及び車両監視制御装置2a〜2eの構成は、上記実施の形態1で示した図4〜7と基本的に同一である。なお、従属局モードは、伝送制御局からのサイクル開始メッセージに従って通信サイクルを管理する通常モードと、自身のタイマに基づいて通信サイクルを管理する自律モードとからなる。
(2) Operation by Communication Cycle Management Unit in Dependent Station Mode FIG. 13 is a diagram showing communication state transitions of the vehicle monitoring control device and the relay cycle communication cycle management unit which are transmission dependent stations in the train communication system in FIG. It is. Note that the configurations of the relay devices 1a and 1b and the vehicle
従属局モードの通信サイクル管理部111,211は、起動後、すぐに自律モードとなってタイマをスタートする。同時に、従属局モードの通信サイクル管理部111,211は、予め記憶しているサイクル情報の内容に基づく非周期通信禁止期間を開始し、非周期通信禁止状態ST211となる(遷移TR211)。
The communication
自律モードの通信サイクル管理部111,211は、通信サイクルを開始して上記サイクル情報の内容に基づく非周期通信禁止期間(一定時間)が経過すると、非周期通信禁止状態ST211から非周期通信許可状態ST212に遷移する(遷移TR212)。さらに非周期通信許可期間(一定時間)が経過すると、通信サイクル管理部111,211は、非周期通信許可状態ST212からアイドル状態ST213に遷移する(遷移TR213)。続いて、次の通信サイクルの開始時間に達すると、自律モードの通信サイクル管理部111,211は、非周期通信禁止状態ST211に移行する(遷移TR214)。
When the communication
自律モードでは、サイクル開始メッセージの送信元識別子の記憶内容は空である。通信サイクル管理部111,211は、自律モードのときにサイクル開始メッセージを受信すると、サイクル開始メッセージ中の送信元識別子をサイクル情報記憶部118,218に記憶して通常モードに遷移する(遷移TR21)。
In the autonomous mode, the stored content of the transmission source identifier of the cycle start message is empty. When receiving the cycle start message in the autonomous mode, the communication
通常モードの通信サイクル管理部111,211では、サイクル開始メッセージを受信した時点でタイマをスタートする。これにより、通常モードの通信サイクル管理部111,211は、サイクル開始メッセージのサイクル情報の内容に基づく非周期通信禁止期間を開始し、非周期通信禁止状態ST221となる(遷移TR221)。
The communication
通常モードの通信サイクル管理部111,211は、通信サイクルを開始して上記サイクル情報の内容に基づく非周期通信禁止期間(一定時間)が経過すると、非周期通信禁止状態ST221から非周期通信許可状態ST222に遷移する(遷移TR222)。さらに非周期通信許可期間(一定時間)が経過すると、通信サイクル管理部111,211は、非周期通信許可状態ST222からアイドル状態ST223に遷移する(遷移TR223)。
When the communication
アイドル状態ST223でサイクル開始メッセージを一定期間受信しない場合(遷移TR229)、通信サイクル管理部111,211は、サイクル情報記憶部118,218に記憶した送信元識別子の内容を消去し自律モードに遷移する(遷移TR22)。
When the cycle start message is not received for a certain period in the idle state ST223 (transition TR229), the communication
一方、アイドル状態ST223でサイクル開始メッセージを受信した場合(遷移TR224)、通信サイクル管理部111,211は、受信したサイクル開始メッセージの送信元識別子とサイクル情報記憶部118,218から読み出した送信元識別子の内容を比較する。このとき、両送信元識別子の内容が一致していない場合、通信サイクル管理部111,211は、アイドル状態ST223に遷移する(遷移TR228)。
On the other hand, when the cycle start message is received in the idle state ST223 (transition TR224), the communication
また、両送信元識別子の内容が一致している場合(遷移TR225)、通信サイクル管理部111,211は、サイクル開始メッセージの伝送制御局変更フラグが設定されている場合(遷移TR227)、サイクル情報記憶部118,218に記憶した送信元識別子の内容を消去し自律モードに遷移する(遷移TR22)。
When the contents of both transmission source identifiers match (transition TR225), the communication
遷移TR225において、サイクル開始メッセージの伝送制御局変更フラグが設定されていなければ、通信サイクル管理部111,211は、伝送制御局である車両監視制御装置2からの次の通信サイクルに関するサイクル開始メッセージとみなし、タイマをリセットして非周期通信禁止状態ST221に遷移する(遷移TR226)。
In the transition TR225, if the transmission control station change flag of the cycle start message is not set, the communication
(3)併結時の動作
図14は、図10中の列車用通信システムにおける併結時の動作の流れを示すタイミングチャートであり、車両監視制御装置2aが伝送制御局である編成6dと、車両監視制御装置2eが伝送制御局である編成6eとを併結する場合を示している。
編成6dにおいて、伝送制御局である車両監視制御装置2aは、車両監視制御装置2b,2c及び中継装置1aに対し、通信サイクルNの開始時点でサイクル開始メッセージ500a(図14中、黒色の矩形で示す)をブロードキャストする。続けて、車両監視制御装置2aは、自車両4aの監視制御データを含む周期メッセージ600aを、車両監視制御装置2b,2c及び中継装置1aに対してブロードキャストする。
(3) Operation at the time of merging FIG. 14 is a timing chart showing the flow of operation at the time of merging in the train communication system in FIG. 10, and the
In the
ブロードキャストされたサイクル開始メッセージ500a及び周期メッセージ600aは、中継装置1aを経て車両監視制御装置2b,2cへ送られる。車両監視制御装置2b,2cは、サイクル開始メッセージ500aを受信すると、編成内伝送路8b,8cを介して車両4b,4cの監視制御データをそれぞれ含む周期メッセージ600b,600cをブロードキャストする。これにより、車両監視制御装置2bは、周期メッセージ600a,600cを受信し、車両監視制御装置2cは、周期メッセージ600a,600bを受信する。
The broadcast
編成6eにおいても同様に、伝送制御局である車両監視制御装置2eは、車両監視制御装置2d及び中継装置1bに対し、通信サイクルMの開始時点でサイクル開始メッセージ500e(図14中、白色の矩形で示す)をブロードキャストする。続けて、車両監視制御装置2eは、自車両4eの監視制御データを含む周期メッセージ600eを、車両監視制御装置2d及び中継装置1bに対してブロードキャストする。
Similarly, in the
ブロードキャストされたサイクル開始メッセージ500e及び周期メッセージ600eは、中継装置1bを経て車両監視制御装置2dへ送られる。車両監視制御装置2dは、サイクル開始メッセージ500eを受信すると、サイクル開始メッセージ500eの受信時点を通信サイクルの開始タイミングとみなしてタイマをスタートする。続けて、車両監視制御装置2dは、編成内伝送路8d,8eを介して車両4dの監視制御データを含む周期メッセージ600dをブロードキャストする。これにより、車両監視制御装置2dは、周期メッセージ600eを受信し、車両監視制御装置2eは、周期メッセージ600dを受信する。
The broadcast
時刻T1で編成6d,6eを併結した場合を考える。この場合、編成間伝送路9a,9bが自動連結器5b,5cにより接続され、併結した相手の編成におけるメッセージが、自編成の車上ネットワークに流入する。このとき、中継装置1bの通信サイクル管理部111は、現在従属しているサイクル開始メッセージ500eの送信元識別子(車両監視制御装置2eを特定する識別子)をサイクル情報記憶部118に記憶している。
Consider a case where the
一方、中継装置1bの通信サイクル管理部111は、編成間伝送路9a,9b及び自動連結器5b,5cを介して、時刻T2で編成6dからサイクル開始メッセージ500aを受信すると、サイクル開始メッセージ500aの送信元識別子(車両監視制御装置2aを特定する識別子)とサイクル情報記憶部118に現在記憶している送信元識別子の内容とを比較する。ここで、サイクル情報記憶部118には、車両監視制御装置2eを特定する送信元識別子が格納されているので、両送信元識別子の内容が異なる。このため、中継装置1bの通信サイクル管理部111は、サイクル開始メッセージ500aの受信をサイクル開始とみなさない。
On the other hand, when the communication cycle management unit 111 of the relay apparatus 1b receives the
車両監視制御装置2eから時刻T3に送信されたサイクル開始メッセージ500eは、時刻T4で中継装置1bに受信される。中継装置1bの通信サイクル管理部111は、時刻T4で受信したサイクル開始メッセージ500eの送信元識別子とサイクル情報記憶部118に現在記憶している送信元識別子の内容とを比較する。ここで、サイクル情報記憶部118に現在記憶している送信元識別子の内容と一致するので、中継装置1bの通信サイクル管理部111は、サイクル開始メッセージ500eのサイクル情報の内容に従って通信サイクルM+1を管理する。
The cycle start
時刻T6において、車両監視制御装置2aが、併結後の編成6fの伝送制御局として確立したとする。この時点で、編成6eの伝送制御局であった車両監視制御装置2eは、伝送従属局となる。このため、時刻T6以降に最初にやってくる通信サイクルの開始タイミング(通信サイクルM+2の終了時刻)である時刻T7において、車両監視制御装置2eは、伝送制御局変更フラグを設定したサイクル開始メッセージ501eをブロードキャストする。
It is assumed that the vehicle
車両監視制御装置2dの通信サイクル管理部211及び中継装置1bの通信サイクル管理部111は、車両監視制御装置2eから受信したサイクル開始メッセージ501eの伝送制御局変更フラグに基づいて、車両監視制御装置2eの伝送従属局への変更を認識し、タイマをスタートさせた後に、サイクル情報記憶部118,218に現在記憶しているサイクル開始メッセージの送信元識別子(車両監視制御装置2eを特定する識別子)の内容を消去する。以降、車両監視制御装置2dの通信サイクル管理部211及び中継装置1bの通信サイクル管理部111は、自律モードに遷移して自己のタイマで通信サイクルの開始タイミングを管理する。
The communication
時刻T9において、編成6eの中継装置1bは、併結後の新しい伝送制御局である車両監視制御装置2aからのサイクル開始メッセージ500aを受信する。このとき、中継装置1bの通信サイクル管理部111は、サイクル開始メッセージの送信元識別子の内容をサイクル情報記憶部118に記憶していない。そこで、中継装置1bの通信サイクル管理部111は、サイクル開始メッセージ500aの送信元識別子の内容をサイクル情報記憶部118に記憶し、サイクル開始メッセージ500aの受信時点を通信サイクルの開始タイミングとみなしてタイマをスタートする。
At time T9, the relay device 1b of the
これ以降、中継装置1bの通信サイクル管理部111は、車両監視制御装置2aからのサイクル開始メッセージ500aに従って通信サイクル2を管理する。車両監視制御装置2d,2eは、時刻T10において、中継装置1bによる中継を経てサイクル開始メッセージ500aを受信すると、サイクル開始メッセージ500aの送信元識別子の内容をサイクル情報記憶部218に記憶し、サイクル開始メッセージ500aに従って通信サイクル2以降を管理する。このようにして、編成6d,6eの併結後の列車全体(編成6f)での通信サイクルが確立する。
Thereafter, the communication cycle management unit 111 of the relay device 1b manages the communication cycle 2 according to the
なお、編成を併結してから列車全体の通信サイクルが確立するまでの間、中継装置1は、他編成からのメッセージを自編成の通信サイクルに合わせて中継する。このようにすることで、他編成から流入してきた非周期メッセージのために、自編成の周期メッセージが遅延させられることがない。
Note that the
(4)解結時の動作
図15は、図10中の列車用通信システムにおける解結時の動作の流れを示すタイミングチャートであり、編成6fを編成6d,6eに解結する場合を示している。なお、編成6fにおける伝送制御局が車両監視制御装置2aであるとし、伝送制御局が車両監視制御装置2aである編成6dと、伝送制御局が車両監視制御装置2eである編成6eに解結される。
(4) Operation at the time of disengagement FIG. 15 is a timing chart showing the flow of operation at the time of disengagement in the train communication system in FIG. 10, and shows the case where the formation 6f is connected to the
先ず、編成6fにおいて、伝送制御局である車両監視制御装置2aは、車両監視制御装置2b〜2e及び中継装置1a,1bに対し、通信サイクルNの開始時点でサイクル開始メッセージ500a(図15中、黒色の矩形で示す)をブロードキャストする。続けて、車両監視制御装置2aは、自車両4aの監視制御データを含む周期メッセージ600aを、車両監視制御装置2b〜2e及び中継装置1a,1bに対してブロードキャストする。
First, in the train 6f, the vehicle
ブロードキャストされたサイクル開始メッセージ500a及び周期メッセージ600aは、中継装置1aを経て車両監視制御装置2b,2cへ送られ、中継装置1a,1bを経て車両監視制御装置2d,2eへ送られる。車両監視制御装置2b,2c,2d,2eは、サイクル開始メッセージ500aを受信すると、サイクル開始メッセージ500aの受信時点を通信サイクルの開始タイミングとみなしてタイマをスタートし、非周期通信禁止期間、非周期通信許可期間の時間を計時しつつ、サイクル開始時点からの時間の経過を計時する。
The broadcast
続けて、車両監視制御装置2b,2cは、車両4b,4cの監視制御データを含む周期メッセージ600b,600cをブロードキャストする。また、車両監視制御装置2d,2eは、サイクル開始メッセージ500aを受信すると、車両4d,4eの監視制御データを含む周期メッセージ600d,600eをブロードキャストする。
Subsequently, the vehicle
これにより、車両監視制御装置2bは、周期メッセージ600a,600c,600d,600eを受信し、車両監視制御装置2cは、周期メッセージ600a,600b,600d,600eを受信する。また、車両監視制御装置2dは、周期メッセージ600a,600b,600c,600eを受信し、車両監視制御装置2eは、周期メッセージ600a,600b,600c,600dを受信する。
Thereby, the vehicle
時刻T1で編成6fを編成6d,6eに解結すると、編成6dでは、車両監視制御装置2aからのサイクル開始メッセージ500aに従って通信サイクルNの通信を継続する。一方、編成6eでは、サイクル開始メッセージ500aが到着しなくなるため、直前の通信サイクルNのアイドル状態を継続する。
When the train 6f is disconnected to the
通信サイクルNの開始から一定時間t0が経過すると、編成6e内の中継装置1bの通信サイクル管理部111及び車両監視制御装置2d,2eの通信サイクル管理部211は、サイクル情報記憶部118,218に記憶しているサイクル開始メッセージの送信元識別子(車両監視制御装置2aを特定する識別子)を消去する。これ以降、上記通信サイクル管理部111,211は、自律モードに遷移して自己のタイマで通信サイクルの開始タイミングを管理する。
When a certain time t0 has elapsed from the start of the communication cycle N, the communication cycle management unit 111 of the relay device 1b in the
この後、時刻T6において、車両監視制御装置2eが、編成6eの伝送制御局として確立したとする。このとき、伝送制御局となった車両監視制御装置2eは、通信サイクル1の開始タイミングをタイマを用いて管理し、車両監視制御装置2d及び中継装置1bに対し、通信サイクル1の開始時点でサイクル開始メッセージ500e(図15中、白色の矩形で示す)をブロードキャストする。
Thereafter, at time T6, the vehicle
ブロードキャストされたサイクル開始メッセージ500eは、時刻T7において、中継装置1b及び車両監視制御装置2dに受信される。このとき、中継装置1b及び車両監視制御装置2dの通信サイクル管理部111,211は、サイクル開始メッセージの送信元識別子の内容をサイクル情報記憶部118,218に記憶していない。
The broadcast
そこで、中継装置1b及び車両監視制御装置2dの通信サイクル管理部111,211は、サイクル開始メッセージ500eの送信元識別子の内容をサイクル情報記憶部118,218に記憶し、サイクル開始メッセージ500eの受信時点を通信サイクルの開始タイミングとみなしてタイマをスタートする。これ以降、上記通信サイクル管理部111,211は、サイクル開始メッセージ500eに従って通信サイクル1以降の開始タイミングを管理する。
Therefore, the communication
以上のように、この実施の形態2によれば、中継装置1及び車両監視制御装置2の通信サイクル管理部111,211が、サイクル開始メッセージの送信元を示す送信元識別子を格納するサイクル情報記憶部118,218を備え、サイクル情報記憶部118,218に格納された送信元識別子の送信元から受信したサイクル開始メッセージのサイクル情報に従って通信サイクルを管理し、サイクル情報記憶部118,218に格納された送信元識別子に一致する送信元から受信したサイクル開始メッセージに伝送制御局の変更を示す情報が設定されている場合、又は、サイクル開始メッセージが所定期間受信されなかった場合、サイクル情報記憶部118,218の送信元識別子を消去し、サイクル情報記憶部118,218に送信元識別子を格納すべき新たな送信元からサイクル開始メッセージを受信するまで、既存のサイクル情報に従って通信サイクルを管理する。このように構成することにより、編成を併解結する場合においても、リアルタイム性が要求されない非周期メッセージの通信を行いつつ、周期メッセージのリアルタイム性を確保することができる。
As described above, according to the second embodiment, the cycle information storage in which the communication
実施の形態3.
上記実施の形態2では、伝送制御局である車両監視制御装置2と伝送従属局である中継装置1及び車両監視制御装置2とのいずれにおいても、モード間遷移後の初期状態が非周期通信禁止状態である場合を示した。この実施の形態3は、モード間遷移後の初期状態をアイドル状態とした場合について説明する。
In the second embodiment, the initial state after transition between modes is prohibited from aperiodic communication in any of the vehicle monitoring control device 2 that is a transmission control station and the
実施の形態3による列車用通信システムは、上記実施の形態2の図10に示した構成と基本的に同一である。また、列車用通信システムの中継装置1及び車両監視制御装置2の構成は、上記実施の形態1で示した図4〜7と基本的に同一である。実施の形態3による通信サイクル管理部111,211が、通信サイクルをアイドル状態から遷移させて管理する点で、上記実施の形態1及び上記実施の形態2と異なる。
The train communication system according to the third embodiment is basically the same as the configuration shown in FIG. 10 of the second embodiment. Moreover, the structure of the
次に動作について説明する。
(1)制御局モードの通信サイクル管理部による動作
図16は、この発明の実施の形態3による列車用通信システムにおける伝送制御局である車両監視制御装置の通信サイクル管理部の通信状態遷移を示す図である。なお、実施の形態3による車両監視制御装置2a〜2eの構成は、上記実施の形態1で示した図4〜7と基本的に同一である。
Next, the operation will be described.
(1) Operation by Communication Cycle Management Unit in Control Station Mode FIG. 16 shows a communication state transition of the communication cycle management unit of the vehicle monitoring control device which is a transmission control station in a train communication system according to
以降では、図16及び上記実施の形態1で示した図6,7を用いて、伝送制御局である車両監視制御装置2の通信サイクル管理部211の動作を詳細に説明する。また、図16において、伝送制御局である車両監視制御装置2の通信サイクル管理部211は、動作モードが制御局モードであり、伝送従属局である中継装置1及び車両監視制御装置2の通信サイクル管理部111,211は、動作モードが従属局モードであるものとする。
Hereinafter, the operation of the communication
先ず、制御局モードの通信サイクル管理部211は、通信サイクルの開始時点でタイマをスタートすると共に、伝送制御局変更フラグを設定せず、従属局モードの通信サイクル管理部211に対し、送信メッセージ選択部215及び編成内伝送路インタフェース28を介してサイクル開始メッセージをブロードキャストする。これにより、制御局モードの通信サイクル管理部211は、アイドル状態ST13に移行する(遷移TR11)。
First, the communication
制御局モードの通信サイクル管理部211は、通信サイクルを開始して上記サイクル情報の内容に基づくアイドル期間(一定時間)が経過した段階(遷移TR14)で、制御局モードが維持されていれば、伝送制御局変更フラグを設定せず、従属局モードの通信サイクル管理部211に対し、送信メッセージ選択部215及び編成内伝送路インタフェース28を介して次の通信サイクルに関するサイクル開始メッセージをブロードキャストする。この後、制御局モードの通信サイクル管理部211は、通信サイクルをアイドル状態ST13から非周期通信禁止状態ST11に遷移させる(遷移TR15)。
If the control station mode is maintained at the stage (transition TR14) when the idle period (fixed time) based on the contents of the cycle information has elapsed since the start of the communication cycle, the communication
非周期通信禁止期間(一定時間)が経過すると、通信サイクル管理部211は、非周期通信禁止状態ST11から非周期通信許可状態ST12に遷移する(遷移TR12)。さらに、非周期通信許可期間(一定時間)が経過すると、通信サイクル管理部211は、非周期通信許可状態ST12からアイドル状態ST13に遷移する(遷移TR13)。
When the non-periodic communication prohibition period (fixed time) elapses, the communication
一方、アイドル期間が経過するまでに列車の併解結などに伴って伝送従属局へ移行することになっていれば、制御局モードの通信サイクル管理部211は、次の通信サイクルに関するサイクル開始メッセージのサイクル情報に伝送制御局変更フラグを設定する。
On the other hand, if it is supposed to shift to a transmission subordinate station along with the merging / disconnecting of the train by the time the idle period elapses, the communication
この後、制御局モードの通信サイクル管理部211は、従属局モードの通信サイクル管理部111,211に対し、送信メッセージ選択部215及び編成内伝送路インタフェース28を介して、伝送制御局変更フラグが設定されたサイクル開始メッセージをブロードキャストする。これにより、伝送制御局である車両監視制御装置2は、伝送従属局(従属局モード)に移行する(遷移TR2)。
Thereafter, the communication
(2)従属局モードの通信サイクル管理部による動作
図17は、実施の形態3による列車用通信システムにおける伝送従属局である車両監視制御装置及び中継装置の通信サイクル管理部の通信状態遷移を示す図である。なお、実施の形態3による中継装置1a,1b及び車両監視制御装置2a〜2eの構成は、上記実施の形態1で示した図4〜7と基本的に同一である。なお、従属局モードは、伝送制御局からのサイクル開始メッセージに従って通信サイクルを管理する通常モードと、自身のタイマに基づいて通信サイクルを管理する自律モードとからなる。
(2) Operation by Communication Cycle Management Unit in Dependent Station Mode FIG. 17 shows a communication state transition of the communication cycle management unit of the vehicle monitoring control device and the relay device that are transmission dependent stations in the train communication system according to the third embodiment. FIG. The configurations of the relay devices 1a and 1b and the vehicle
従属局モードの通信サイクル管理部111,211は、起動後、すぐに自律モードとなって(遷移TR211)、タイマをスタートする。同時に、従属局モードの通信サイクル管理部111,211は、予め記憶しているサイクル情報の内容に基づくアイドル期間を開始し、アイドル状態ST213となる。
The communication
自律モードの通信サイクル管理部111,211は、通信サイクルを開始して上記サイクル情報の内容に基づくアイドル期間(一定時間)が経過すると、アイドル状態ST213から非周期通信禁止状態ST211に遷移する(遷移TR214)。さらに非周期通信禁止期間(一定時間)が経過すると、通信サイクル管理部111,211は、非周期通信禁止状態ST211から非周期通信許可状態ST212に遷移する(遷移TR212)。続いて、非周期通信許可期間(一定時間)が経過すると、自律モードの通信サイクル管理部111,211は、アイドル状態ST213に移行する(遷移TR213)。
The communication
自律モードでは、サイクル開始メッセージの送信元識別子の記憶内容は空である。通信サイクル管理部111,211は、自律モードのときにサイクル開始メッセージを受信すると、サイクル開始メッセージ中の送信元識別子をサイクル情報記憶部118,218に記憶して通常モードに遷移する(遷移TR21)。
In the autonomous mode, the stored content of the transmission source identifier of the cycle start message is empty. When receiving the cycle start message in the autonomous mode, the communication
通常モードの通信サイクル管理部111,211では、サイクル開始メッセージを受信した時点でタイマをスタートする。これにより、通常モードの通信サイクル管理部111,211は、サイクル開始メッセージのサイクル情報の内容に基づくアイドル期間を開始してアイドル状態ST223となる(遷移TR221)。
The communication
アイドル状態ST223でサイクル開始メッセージを一定期間受信しない場合(遷移TR229)、通信サイクル管理部111,211は、サイクル情報記憶部118,218に記憶した送信元識別子の内容を消去して自律モードに遷移する(遷移TR22)。
When the cycle start message is not received for a certain period in the idle state ST223 (transition TR229), the communication
一方、アイドル状態ST223でサイクル開始メッセージを受信した場合(遷移TR224)、通信サイクル管理部111,211は、受信したサイクル開始メッセージの送信元識別子とサイクル情報記憶部118,218から読み出した送信元識別子の内容を比較する。このとき、両送信元識別子の内容が一致していない場合、通信サイクル管理部111,211は、アイドル状態ST223に遷移する(遷移TR228)。
On the other hand, when the cycle start message is received in the idle state ST223 (transition TR224), the communication
また、両送信元識別子の内容が一致している場合(遷移TR225)、通信サイクル管理部111,211は、サイクル開始メッセージの伝送制御局変更フラグが設定されていれば(遷移TR227)、サイクル情報記憶部118,218に記憶した送信元識別子の内容を消去して自律モードに遷移する(遷移TR22)。
If the contents of the two transmission source identifiers match (transition TR225), the communication
遷移TR225において、サイクル開始メッセージの伝送制御局変更フラグが設定されていなければ、通信サイクル管理部111,211は、伝送制御局である車両監視制御装置2からの次の通信サイクルに関するサイクル開始メッセージとみなし、タイマをリセットして非周期通信禁止状態ST221に遷移する(遷移TR226)。
In the transition TR225, if the transmission control station change flag of the cycle start message is not set, the communication
通信サイクルを開始して上記サイクル情報の内容に基づく非周期通信禁止期間(一定時間)が経過すると、通常モードの通信サイクル管理部111,211は、非周期通信禁止状態ST221から非周期通信許可状態ST222に遷移する(遷移TR222)。さらに非周期通信許可期間(一定時間)が経過すると、通信サイクル管理部111,211は、非周期通信許可状態ST222からアイドル状態ST223に遷移する(遷移TR223)。
When a non-periodic communication prohibition period (fixed time) based on the contents of the cycle information has elapsed after the start of the communication cycle, the normal mode communication
(3)解結時の動作
図18は、実施の形態3による列車用通信システムにおける解結時の動作の流れを示すタイミングチャートであり、編成6fを編成6d,6eに解結する場合を示している。なお、編成6fにおける伝送制御局が車両監視制御装置2aであるとし、伝送制御局が車両監視制御装置2aである編成6dと、伝送制御局が車両監視制御装置2eである編成6eに解結される。
(3) Operation at the time of disengagement FIG. 18 is a timing chart showing a flow of operation at the time of disengagement in the train communication system according to the third embodiment, and shows a case where the formation 6f is disengaged into the
先ず、編成6fにおいて、伝送制御局である車両監視制御装置2aは、車両監視制御装置2b〜2e及び中継装置1a,1bに対し、通信サイクルNの開始時点でサイクル開始メッセージ500a(図18中、黒色の矩形で示す)をブロードキャストする。続けて、車両監視制御装置2aは、自車両4aの監視制御データを含む周期メッセージ600aを、車両監視制御装置2b〜2e及び中継装置1a,1bに対してブロードキャストする。
First, in the train 6f, the vehicle
ブロードキャストされたサイクル開始メッセージ500a及び周期メッセージ600aは、中継装置1aを経て車両監視制御装置2b,2cへ送られ、中継装置1a,1bを経て車両監視制御装置2d,2eへ送られる。車両監視制御装置2b,2c,2d,2eは、サイクル開始メッセージ500aを受信すると、サイクル開始メッセージ500aの受信時点を通信サイクルの開始タイミングとみなしてタイマをスタートし、非周期通信禁止期間、非周期通信許可期間の時間を計時しつつ、サイクル開始時点からの時間の経過を計時する。
The broadcast
続けて、車両監視制御装置2b,2cは、車両4b,4cの監視制御データを含む周期メッセージ600b,600cをブロードキャストする。また、車両監視制御装置2d,2eは、サイクル開始メッセージ500aを受信すると、車両4d,4eの監視制御データを含む周期メッセージ600d,600eをブロードキャストする。
Subsequently, the vehicle
これにより、車両監視制御装置2bは、周期メッセージ600a,600c,600d,600eを受信し、車両監視制御装置2cは、周期メッセージ600a,600b,600d,600eを受信する。また、車両監視制御装置2dは、周期メッセージ600a,600b,600c,600eを受信し、車両監視制御装置2eは、周期メッセージ600a,600b,600c,600dを受信する。
Thereby, the vehicle
時刻T1で編成6fを編成6d,6eに解結すると、編成6dでは、車両監視制御装置2aからのサイクル開始メッセージ500aに従って通信サイクルNの通信を継続する。一方、編成6eでは、サイクル開始メッセージ500aが到着しなくなるため、直前の通信サイクルNのアイドル状態を継続する。
When the train 6f is disconnected to the
通信サイクルNの開始から一定時間t0が経過すると、編成6e内の中継装置1bの通信サイクル管理部111及び車両監視制御装置2d,2eの通信サイクル管理部211は、サイクル情報記憶部118,218に記憶しているサイクル開始メッセージの送信元識別子(車両監視制御装置2aを特定する識別子)を消去する。これ以降、上記通信サイクル管理部111,211は、自律モードに遷移して自己のタイマで通信サイクルの開始タイミングを管理する。
When a certain time t0 has elapsed from the start of the communication cycle N, the communication cycle management unit 111 of the relay device 1b in the
この後、時刻T6において、車両監視制御装置2eが、編成6eの伝送制御局として確立したとする。このとき、伝送制御局となった車両監視制御装置2eは、通信サイクル0の開始タイミングをタイマを用いて管理し、車両監視制御装置2d及び中継装置1bに対し、通信サイクル0の開始時点でサイクル開始メッセージ500e(図18中、白色の矩形で示す)をブロードキャストする。これにより、車両監視制御装置2eは、通信サイクル0を開始してアイドル状態に遷移する。
Thereafter, at time T6, the vehicle
このようにモード間遷移後の初期状態をアイドル状態とすることで、図18に示すように、編成6fを編成6d,6eに解結した時刻T6の後、車両監視制御装置2eが新たな伝送制御局に確立された直後の通信サイクル0をアイドル期間にすることができる。
By setting the initial state after the transition between modes to the idle state in this way, as shown in FIG. 18, after time T6 when the formation 6f is disconnected to the
ブロードキャストされたサイクル開始メッセージ500eは、時刻T7において、中継装置1b及び車両監視制御装置2dに受信される。このとき、中継装置1b及び車両監視制御装置2dの通信サイクル管理部111,211は、サイクル開始メッセージの送信元識別子の内容をサイクル情報記憶部118,218に記憶していない。
The broadcast
そこで、中継装置1b及び車両監視制御装置2dの通信サイクル管理部111,211は、サイクル開始メッセージ500eの送信元識別子の内容をサイクル情報記憶部118,218に記憶し、サイクル開始メッセージ500eの受信時点を通信サイクルの開始タイミングとみなしてタイマをスタートする。これにより、上記通信サイクル管理部111,211は、サイクル開始メッセージ500eに従って通信サイクル0の通信(アイドル状態)を実行する。通信サイクル0が終了すると、上記通信サイクル管理部111,211は、車両監視制御装置2eからのサイクル開始メッセージ500eに従って、通信サイクル1以降の開始タイミングを管理する。
Therefore, the communication
以上のように、この実施の形態3によれば、サイクル開始メッセージ及び通信途中のメッセージのみの通信を許可するアイドル期間をモード間遷移後の初期状態としたので、伝送制御局が確立した直後のサイクル開始メッセージが、伝送制御局の確立時に送信中であったメッセージによって遅延させられることがない。このため、伝送制御局確立後のアイドル期間の後、直ちに定常状態に移行することができる。 As described above, according to the third embodiment, the idle period that permits communication of only the cycle start message and the message in the middle of communication is set to the initial state after the transition between modes. The cycle start message is not delayed by a message that was being transmitted when the transmission control station was established. For this reason, it is possible to immediately shift to the steady state after the idle period after the establishment of the transmission control station.
なお、上記実施の形態3では、モード間遷移後の初期状態を、サイクル開始メッセージ及び通信途中のメッセージのみの通信を許可するアイドル期間とする例を示したが、通信サイクルの最初の状態をアイドル状態としてもよい。このようにしても上記と同様の効果を得ることができる。 In the third embodiment, an example in which the initial state after the transition between the modes is an idle period in which communication of only a cycle start message and a message in the middle of communication is permitted is shown. It is good also as a state. Even if it does in this way, the effect similar to the above can be acquired.
実施の形態4.
図19は、この発明の実施の形態4による列車用通信システムにおける通信サイクルを説明するための図である。通信サイクルは、車上ネットワークを介した通信で繰り返し実施される通信パターンの単位である。図19において、通信サイクルには、高速周期通信期間、多用途期間、アイドル期間が規定される。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 19 is a diagram for illustrating a communication cycle in a train communication system according to Embodiment 4 of the present invention. A communication cycle is a unit of a communication pattern that is repeatedly performed in communication via an on-vehicle network. In FIG. 19, a high-speed periodic communication period, a versatile period, and an idle period are defined in the communication cycle.
高速周期通信期間では、各通信サイクルごとに所定の周期メッセージが送受信される。多用途期間は、通信サイクルNにおいて低速周期通信が行われ、通信サイクルN+1においては非周期通信が行われる。なお、多用途期間で通信すべきメッセージ種別、通信周期及び期間の長さは、伝送制御局である車両監視制御装置2の通信サイクル管理部211によって設定される。つまり、実施の形態4では、通信サイクルの多用途期間において、伝送制御局である車両監視制御装置2の通信サイクル管理部211が、通信サイクルごとに異なる種別のメッセージの送信を指定することができる。
In the high-speed periodic communication period, a predetermined periodic message is transmitted and received for each communication cycle. In the versatile period, low-speed periodic communication is performed in the communication cycle N, and aperiodic communication is performed in the communication cycle N + 1. Note that the message type, communication cycle, and length of the period to be communicated in the versatile period are set by the communication
図20は、実施の形態4によるサイクル開始メッセージの構成を示す図である。図20に示すように、実施の形態4のサイクル開始メッセージは、メッセージ識別子、送信元識別子、伝送制御局変更フラグ、サイクル長、高速周期通信期間長、多用途期間用途及び多用途期間期間長のそれぞれに対応するフィールドから構成される。 FIG. 20 is a diagram showing a structure of a cycle start message according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 20, the cycle start message of the fourth embodiment includes a message identifier, a transmission source identifier, a transmission control station change flag, a cycle length, a high-speed periodic communication period length, a multi-use period use, and a multi-use period period length. It consists of fields corresponding to each.
多用途期間用途フィールドには、その通信サイクルにおける多用途期間の用途を示す情報が格納される。図19の例では、通信サイクルNのサイクル開始メッセージの多用途期間用途フィールドには、低速周期通信であることを示す情報が格納される。また、通信サイクルN+1のサイクル開始メッセージの多用途期間用途フィールドには、非周期通信であることを示す情報が格納される。 In the multi-use period use field, information indicating the use of the multi-use period in the communication cycle is stored. In the example of FIG. 19, information indicating low-speed periodic communication is stored in the multi-use period use field of the cycle start message of the communication cycle N. Also, information indicating non-periodic communication is stored in the multi-use period use field of the cycle start message of communication cycle N + 1.
サイクル開始メッセージの各フィールドに格納される、送信元識別子、伝送制御局変更フラグ、サイクル長、高速周期通信期間長、多用途期間の用途、及び多用途期間の期間長等の情報をまとめてサイクル情報と呼ぶ。中継装置1及び車両監視制御装置2は、サイクル開始メッセージから読み出した上記サイクル情報に従って、車上ネットワークを介した通信を行う。
Cycles information such as source identifier, transmission control station change flag, cycle length, high-speed periodic communication period length, multi-use period use, and multi-use period period length stored in each field of the cycle start message Called information. The
以上のように、この実施の形態4によれば、伝送制御局として動作する車両監視制御装置2の通信サイクル管理部211によって、通信するメッセージの種別、通信周期、及び期間長が設定される多用途期間を、通信サイクルを区分する期間として規定するサイクル情報を用いる。これにより、通信サイクルごとに異なる種別のメッセージを送信することができ、周期通信するデータについて、データ種別ごとに異なる周期で通信することができる。また、非周期通信するデータについて、データ種別ごとに通信帯域を割り当てることができる。
As described above, according to the fourth embodiment, the type of message to be communicated, the communication cycle, and the period length are set by the communication
なお、上記実施の形態4は、上記実施の形態1〜3及び後述する実施の形態5の構成に適用することができる。
In addition, the said Embodiment 4 is applicable to the structure of the said Embodiment 1-3 and
実施の形態5.
図21は、この発明の実施の形態5による中継装置の中継制御部の構成を示すブロック図である。図21において、実施の形態5による中継制御部11は、図5に示した構成に加え、プロトコル変換部119a,119bを備える。プロトコル変換部119a,119bは、編成間伝送路インタフェース19a,19bを介して送受信されるメッセージのプロトコルを変換する。
FIG. 21 is a block diagram showing the configuration of the relay control unit of the relay device according to
例えば、編成内では高速通信を実現するため、編成内伝送路8におけるデータリンク層以下はイーサネット(登録商標)を利用する。また、編成間では自動連結器による接続切断に対しても信頼性を確保するため、編成間伝送路9におけるデータリンク層にはHDLC(High-level Data Link Control Procedure)を利用し、物理層にはシリアル転送の物理層インタフェース仕様であるRS422(Recommended Standard 422)を利用する。 For example, in order to realize high-speed communication within the composition, Ethernet (registered trademark) is used below the data link layer in the in-composition transmission path 8. In addition, in order to ensure reliability against disconnection by an automatic coupler between trains, HDLC (High-level Data Link Control Procedure) is used for the data link layer in the inter-train transmission line 9 and the physical layer is used. Uses RS422 (Recommended Standard 422), which is a physical layer interface specification for serial transfer.
この場合、編成内伝送路インタフェース18は、イーサネット(登録商標)インタフェースとして機能し、編成間伝送路インタフェース19a,19bは、HDLC/RS422インタフェースとなる。プロトコル変換部119a,119bは、編成間伝送路インタフェース19a,19bを介して受信されたメッセージを、イーサネット(登録商標)フレームへプロトコル変換する。これにより、中継制御部11の各構成は、イーサネット(登録商標)フレームのメッセージを取り扱う。
In this case, the intra-composition transmission path interface 18 functions as an Ethernet (registered trademark) interface, and the inter-composition transmission path interfaces 19a and 19b are HDLC / RS422 interfaces. The
プロトコル変換部119a,119bは、編成間伝送路インタフェース19a,19bを介して送信するメッセージを、イーサネット(登録商標)フレームからHDLCフレームへプロトコル変換する。これにより、編成間伝送路インタフェース19a,19bに接続する編成間伝送路9a,9bでは、HDLCフレームのメッセージが取り扱われる。
The
以上のように、この実施の形態5によれば、編成内の中継装置1と車両監視制御装置2との間を接続する編成内伝送路8と、中継装置1間を接続する編成間伝送路9との間で異なる通信プロトコルを設定し、中継装置1が、編成内伝送路8と編成間伝送路9の間での通信を中継するにあたり、各伝送路8,9に対応した通信プロトコルに変換するプロトコル変換部119a,119bを備える。これにより、編成内伝送路8と編成間伝送路9のデータリンク層以下に異なるプロトコルを用いることができる。例えば、編成内では高速なプロトコルを利用し、編成間では自動連結器による接続切断に対しても信頼性を確保できる低速なプロトコルを用いることが可能である。
As described above, according to the fifth embodiment, the intra-composition transmission path 8 that connects between the
なお、上記実施の形態5は、上記実施の形態1〜4の構成に適用することができる。
In addition, the said
また、上記実施の形態1〜5では、車両監視制御装置2と別個に中継装置1を設けた構成を示したが、中継装置1と同様な機能を有する構成部を車両監視制御装置2内に設けてもよい。図22は、この発明による列車用通信システムの他の構成を示すブロック図である。図22において、車両監視制御装置2A〜2Fは、上記実施の形態1〜5で示した中継装置1と同様の機能を有する中継処理部1A〜1Fを備える。
Moreover, in the said Embodiment 1-5, although the structure which provided the
中継処理部1A,1Bは、編成6a内の伝送路9Aを介して接続される。また同様に、中継処理部1C,1Dは、編成6b内の伝送路9Cを介して接続される。中継処理部1E,1Fは、編成6c内の伝送路9Eを介して接続される。さらに、中継処理部1B,1Cは、伝送路9Bを介して互いに接続されており、中継処理部1D,1Eは、伝送路9Dを介して互いに接続される。
The relay processing units 1A and 1B are connected via a transmission line 9A in the
図22に示す列車用通信システムでは、伝送路9A〜9Eを介した情報伝送が行われる車上ネットワークが構成される。例えば、編成6a内では、伝送路9Aを編成内伝送路として車両監視制御装置2A,2Bが中継処理部1A,1Bを介して通信を行い、伝送路9Bを編成間伝送路として車両監視制御装置2Cと通信する。このように、図22に示す中継処理部1A〜1Fは、車両監視制御装置2A〜2Fの機能構成部として、上記実施の形態1〜5で示した処理を行う。このように構成しても、上記と同様の効果を得ることができる。
In the train communication system shown in FIG. 22, an on-vehicle network in which information transmission is performed via the transmission paths 9A to 9E is configured. For example, in the
Claims (8)
前記通信装置は、
周期的に通信すべきメッセージの通信のみを許可する期間、非周期的な通信が許容されるメッセージの通信を許可する期間、サイクル開始メッセージ及び通信途中のメッセージのみの通信を許可するアイドル期間に通信サイクルを区分するサイクル情報に従って、前記通信サイクルを管理する通信サイクル管理部を備え、
前記通信サイクル管理部により管理された通信サイクルで通信を行い、
前記アイドル期間の期間長は、前記通信装置間のメッセージ送信に要した最長時間であることを特徴とする列車用通信システム。In a communication system for trains equipped with a communication device mounted for each vehicle,
The communication device
Communicate during a period in which only communication of messages that should be transmitted periodically is permitted, a period in which communication of messages that allow aperiodic communication is permitted, an idle period in which communication of only messages that are in the middle of a cycle start message and communication is permitted A communication cycle management unit that manages the communication cycle according to cycle information that classifies the cycle,
There line communication managed communication cycle by the communication cycle management unit,
The period length of the idle period, the communication system for trains, characterized in that the maximum time required for message transmission between the communication device.
前記通信装置は、
周期的に通信すべきメッセージの通信のみを許可する期間、非周期的な通信が許容されるメッセージの通信を許可する期間、サイクル開始メッセージ及び通信途中のメッセージのみの通信を許可するアイドル期間に通信サイクルを区分するサイクル情報に従って、前記通信サイクルを管理する通信サイクル管理部を備え、
前記通信サイクル管理部により管理された通信サイクルで通信を行い、
編成ごとの前記車両の少なくとも1つに搭載され、前記通信装置間の通信を中継する中継装置を備え、
前記中継装置は、
前記周期的に通信すべきメッセージの通信のみを許可する期間、前記非周期的な通信が許容されるメッセージの通信を許可する期間、前記サイクル開始メッセージ及び通信途中のメッセージのみの通信を許可する前記アイドル期間に前記通信サイクルを区分する前記サイクル情報に従って、前記通信サイクルを管理する前記通信サイクル管理部を備え、
前記通信サイクル管理部により管理された通信サイクルで前記通信装置間の通信を中継し、
前記アイドル期間の期間長は、隣り合う中継装置間でメッセージを送信するのに要する時間と、直接接続された中継装置と通信装置との間でメッセージを送信するのに要する時間とのうち、いずれか大きい方よりも大きい時間であることを特徴とする列車用通信システム。 In a communication system for trains equipped with a communication device mounted for each vehicle,
The communication device
Communicate during a period in which only communication of messages that should be transmitted periodically is permitted, a period in which communication of messages that allow aperiodic communication is permitted, an idle period in which communication of only messages that are in the middle of a cycle start message and communication is permitted A communication cycle management unit that manages the communication cycle according to cycle information that classifies the cycle,
Perform communication in the communication cycle managed by the communication cycle management unit,
Mounted on at least one of said vehicle for each knitting, comprising a relay device for relaying communication between said communication device,
The relay device is
Period to allow only communications of the periodically be communicated messages, a period for permitting the communication of messages the aperiodic communication is permitted, said to allow communication only the cycle start message and the way communication message according to the cycle information for distinguishing the communication cycle idle periods, with the communication cycle management unit that manages the communication cycle,
Relay communication between the communication devices in a communication cycle managed by the communication cycle management unit,
Period length of the idle period, the time required to send messages between the relay device adjacent, of the time required to transmit messages between the directly connected relay device and the communication device, any communication system for trains you characterized by either a time greater than the larger.
前記通信装置は、
周期的に通信すべきメッセージの通信のみを許可する期間、非周期的な通信が許容されるメッセージの通信を許可する期間、サイクル開始メッセージ及び通信途中のメッセージのみの通信を許可するアイドル期間に通信サイクルを区分するサイクル情報に従って、前記通信サイクルを管理する通信サイクル管理部を備え、
前記通信サイクル管理部により管理された通信サイクルで通信を行い、
伝送制御局として動作する通信装置は、
前記通信サイクルの開始時点で、伝送従属局として動作する通信装置に対し、サイクル情報を含む前記サイクル開始メッセージを送信すると共に、前記通信サイクルの開始時点から計時した経過時間を基準として前記通信サイクルで通信を行い、
前記伝送従属局として動作する通信装置は、
前記サイクル開始メッセージの受信時点で、前記サイクル開始メッセージのサイクル情報に従った通信サイクルでの通信を開始すると共に、前記サイクル開始メッセージの受信時点から計時した経過時間を基準として前記通信サイクルで通信を行うことを特徴とする列車用通信システム。 In a communication system for trains equipped with a communication device mounted for each vehicle,
The communication device
Communicate during a period in which only communication of messages that should be transmitted periodically is permitted, a period in which communication of messages that allow aperiodic communication is permitted, an idle period in which communication of only messages that are in the middle of a cycle start message and communication is permitted A communication cycle management unit that manages the communication cycle according to cycle information that classifies the cycle,
Perform communication in the communication cycle managed by the communication cycle management unit,
A communication device that operates as a transmission control station
At the start of the communication cycle, to the communication device that operates as the transmission dependent station, sends the cycle start message including a cycle information, the elapsed time measured from the start of the communication cycle in the communication cycle based Communicate
A communication device that operates as the transmission dependent station,
At the time when the cycle start message is received, communication in the communication cycle according to the cycle information of the cycle start message is started, and communication is performed in the communication cycle based on the elapsed time measured from the time when the cycle start message is received. communication system for trains you and performing.
中継装置は、前記編成内伝送路と前記編成内伝送路の間での通信を中継するにあたり、各伝送路に対応した通信プロトコルに変換するプロトコル変換部を備えたことを特徴とする請求項2記載の列車用通信システム。A different communication protocol is set between the intra-composition transmission path that connects between the relay device and the communication device in the train, and the inter-composition transmission path that connects between the relay devices,
Relay apparatus according to claim 2, characterized in that it comprises Upon relaying communication between the intra-transmission path and the intra-transmission path, a protocol conversion unit for converting the communication protocol corresponding to each transmission path The communication system for trains described.
通信サイクルの開始時点で、中継装置及び伝送従属局として動作する通信装置に対し、サイクル情報を含むサイクル開始メッセージを送信すると共に、前記通信サイクルの開始時点から計時した経過時間を基準として前記通信サイクルで通信を行い、
前記中継装置及び前記伝送従属局として動作する通信装置は、
前記サイクル開始メッセージの受信時点で、前記サイクル開始メッセージのサイクル情報に従った通信サイクルでの通信を開始すると共に、前記サイクル開始メッセージの受信時点から計時した経過時間を基準として前記通信サイクルで通信を行うことを特徴とする請求項2記載の列車用通信システム。A communication device that operates as a transmission control station
At the start of the communication cycle, a cycle start message including cycle information is transmitted to the communication device operating as the relay device and the transmission dependent station, and the communication cycle is based on the elapsed time measured from the start of the communication cycle. Communicate with
The communication device that operates as the relay device and the transmission dependent station,
At the time when the cycle start message is received, communication in the communication cycle according to the cycle information of the cycle start message is started, and communication is performed in the communication cycle based on the elapsed time measured from the time when the cycle start message is received. The train communication system according to claim 2 , wherein the train communication system is performed.
サイクル開始メッセージの送信元を示す送信元識別子を格納する記憶部を備え、
前記記憶部に格納された送信元識別子の送信元から受信したサイクル開始メッセージのサイクル情報に従って通信サイクルを管理し、
前記記憶部に格納された送信元識別子に一致する送信元から受信したサイクル開始メッセージに伝送制御局の変更を示す情報が設定されている場合、又は、サイクル開始メッセージが所定期間受信されなかった場合、前記記憶部の送信元識別子を消去し、前記記憶部に送信元識別子を格納すべき新たな送信元からサイクル開始メッセージを受信するまで、自装置に予め記憶したサイクル情報に従って通信サイクルを管理することを特徴とする請求項3記載の列車用通信システム。The communication cycle manager
A storage unit for storing a transmission source identifier indicating a transmission source of the cycle start message;
Managing the communication cycle according to the cycle information of the cycle start message received from the sender of the sender identifier stored in the storage unit;
When information indicating the change of the transmission control station is set in the cycle start message received from the transmission source that matches the transmission source identifier stored in the storage unit, or when the cycle start message is not received for a predetermined period The communication cycle is managed according to cycle information stored in advance in the own device until the transmission source identifier in the storage unit is erased and a cycle start message is received from a new transmission source that should store the transmission source identifier in the storage unit. The train communication system according to claim 3 .
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DE102015016704A1 (en) | 2015-12-22 | 2017-06-22 | Audi Ag | A method for transmitting communication data between a plurality of vehicle components of a motor vehicle |
JP7089842B2 (en) * | 2016-10-07 | 2022-06-23 | オムロン株式会社 | Arithmetic logic unit and control unit |
KR102298829B1 (en) * | 2017-06-27 | 2021-09-06 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | A management device, a communication system, a management method, and a computer program stored in a recording medium |
JP6524179B2 (en) * | 2017-10-30 | 2019-06-05 | 三菱電機株式会社 | Train information management device |
US11647420B2 (en) * | 2021-02-18 | 2023-05-09 | Charter Communications Operating, Llc | Downlink and uplink data handling in a wireless device |
CN113783773B (en) * | 2021-11-12 | 2022-03-11 | 北京国科天迅科技有限公司 | Message scheduling method and system |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6485505A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-30 | Mitsubishi Electric Corp | Train monitor |
JP2006254492A (en) * | 2006-04-21 | 2006-09-21 | Canon Inc | Digital device and method of controlling the same |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59123401A (en) | 1982-12-28 | 1984-07-17 | Toshiba Corp | Monitoring device for train |
JPH02137545A (en) | 1988-11-18 | 1990-05-25 | Fujitsu Ltd | Congestion control system in packet exchange network |
JP2559079B2 (en) | 1991-05-23 | 1996-11-27 | 山武ハネウエル株式会社 | Communication method in control system |
JPH0746881A (en) | 1993-07-29 | 1995-02-14 | Fujitsu General Ltd | Controller and control method for brushless motor |
JPH11331171A (en) | 1998-05-11 | 1999-11-30 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Radio communication equipment |
JP3060176B2 (en) * | 1998-11-30 | 2000-07-10 | シラジ エイマル | Communications system |
JP2001333067A (en) * | 1999-06-08 | 2001-11-30 | Sony Corp | Communication method, communication system and communication terminal |
JP2001257717A (en) | 2000-03-10 | 2001-09-21 | Mitsubishi Electric Corp | Network scheduling apparatus |
JP4213621B2 (en) | 2003-06-26 | 2009-01-21 | 株式会社東芝 | Railway vehicle transmission equipment |
DE102004011946A1 (en) | 2004-03-11 | 2005-09-29 | Bayerische Motoren Werke Ag | Method for data communication |
JP4227556B2 (en) | 2004-05-19 | 2009-02-18 | 株式会社日立製作所 | Information transmission system |
JP4261447B2 (en) | 2004-09-10 | 2009-04-30 | 株式会社日立製作所 | Communications system |
JP4717421B2 (en) * | 2004-11-24 | 2011-07-06 | 株式会社日立製作所 | Automatic train operation system, automatic train operation device, and vehicle information control device |
-
2008
- 2008-11-27 KR KR1020107006038A patent/KR101143672B1/en not_active IP Right Cessation
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-
2010
- 2010-10-18 HK HK10109816.1A patent/HK1143347A1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6485505A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-30 | Mitsubishi Electric Corp | Train monitor |
JP2006254492A (en) * | 2006-04-21 | 2006-09-21 | Canon Inc | Digital device and method of controlling the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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